[发明专利]一种预辐照技术制备的高熔体强度聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法，具体涉及一种应用高能射线辐照法预处理聚乙烯或聚乙烯类共聚物，并通过双螺杆反应挤出制备高熔体强度聚丙烯的方法，属高分子复合材料领域。

背景技术

聚丙烯（PP）是应用最为广泛的通用热塑性塑料之一，具有密度小、来源广泛、无异味、耐腐蚀性强、耐高温、力学性能好、价格低等优异特点。但聚丙烯（PP）也存在加工过程中熔体粘度和熔体强度低的缺点，容易造成热成型时制品薄厚不均匀、挤出压延时容易发生卷曲、发泡过程中尺寸不均匀且泡壁强度低、不易吹膜等缺陷，大大限制了聚丙烯在某些领域中的应用。目前高熔体强度聚丙烯的研发已经成为聚丙烯改性中最重要的研究方向之一。

目前，提高聚丙烯熔体强度的方法主要有三种：一种是直接对聚丙烯分子结构进行调整，提高接枝率及侧链长度；另一种是将聚丙烯与其他化合物进行反应接枝改性，通过引入长支链结构、微交联结构等提高聚丙烯的熔体强度；再一种是聚丙烯与其他聚合物进行共混改性，如将聚丙烯同聚乙烯、聚酯树脂等进行共混可以提高聚丙烯的熔体强度，具体实施方法主要有射线辐射法、反应挤出法、聚合过程中引发接枝法等。

反应挤出法是开发成本低、加工性能优异的高熔体强度聚丙烯（HMSPP）的重要方法，主要包括反应接枝改性与反应共混改性。专利CN198658B，CN101117372A，CN101376683A阐述了采用过氧化物在双螺杆挤出机中引发丙烯酸酯类接枝反应，制备高熔体强度聚丙烯的方法。专利200610017181.4和200610163256.X阐述了采用原位热引发接枝的方法制备高熔体强度聚丙烯。专利CN101125947A阐述了采用临界二氧化碳辅助反应挤出制备高熔体强度聚丙烯的方法。专利CN101418064B阐述了利用苯乙烯单体和硬脂酸钙控制聚丙烯的降解，促进过氧化物引发熔融接枝反应制备高熔体强度聚丙烯的方法。

高能射线辐射法在制备高熔体强度聚丙烯领域中应用很广泛。专利CN1087019C披露了通过将聚丙烯组合物在低活性氧环境下进行高能射线辐射处理，然后将材料保持在特定环境下一定时间使材料中的自由基减活化，制备可应用在挤出、涂敷、薄膜制造、发泡和热成型等领域的高熔体强度聚丙烯。专利CN1131277C描述的方法通过将耐辐照聚丙烯、耐辐照聚乙烯及各种加工助剂预先共混后成型，将型材在一定的辐照功率下进行辐照处理，然后进行恒温或加热发泡。专利CN1513888A描述了将聚丙烯与极性单体混合均匀，然后将混合物在氮气环境下进行辐照处理以制备高熔体强度聚丙烯的方法。

发明内容

为了减少反应挤出方法制备高熔体强度聚丙烯工艺的复杂性，降低生产成本及低分子量助剂对环境的影响，本发明提供一种高熔体强度聚丙烯及其制备方法，以高能电子辐照预处理聚乙烯类共聚物的应用为主体，通过反应挤出方法制备，是一种方便操作、性能稳定、无污染、节能环保的高熔体强度聚丙烯及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种高熔体强度聚丙烯，由聚丙烯组合物反应挤出制得，其特征在于，所述的组合物包括下列组分：

预电子辐照处理后的聚乙烯或聚乙烯类共聚物：1-15份（质量份，下同），预辐照剂量5-100kGy；未经预辐照处理的聚丙烯：85-99份。

所述组分混合均匀后于螺杆转速100-250转/分，温度170-260℃的双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得聚丙烯组合物即高熔体强度聚丙烯。

上述用于制备高熔体强度聚丙烯的反应混合物中，所述的聚乙烯或聚乙烯类共聚物包括但不限于聚乙烯，乙烯与α-烯烃共聚物，乙烯-乙烯醇共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的一种。

优选地，所述的聚乙烯包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)。所述的低密度聚乙烯的熔体流动速率范围0.2-20g/10min，密度0.880-0.940g/cm³；线性低密度聚乙烯的熔体流动速率范围：0.2-25g/10min，密度：0.860-0.950g/cm³；高密度聚乙烯的熔体流动速率范围：0.2-20g/10min，密度：0.940-0.970g/cm³。