[发明专利]一种聚丙烯组合物和阻燃抗静电管材

说明书

本申请涉及一种阻燃抗静电聚丙烯组合物，包括基础聚丙烯树脂、阻燃剂和导电填料，所述基础聚丙烯树脂包括丙烯均聚物组分和丙烯/乙烯共聚物组分，所述丙烯均聚物组分包括第一丙烯均聚物和第二丙烯均聚物，所述基础均聚聚丙烯树脂，其分子量分布M_w/M_n为4至10；M_z+1/M_w为大于10至小于20；室温二甲苯可溶物含量为大于10重量％至小于30重量％；并且室温三氯苯可溶物的M_w与室温三氯苯不溶物的M_w之比为大于0.4至小于1。根据本发明提供的高性能的阻燃抗静电聚丙烯组合物具有优秀的力学强度、加工性能，合格的光学性能以及较优异的抗静电性能。本申请还涉及上述组合物制得的管材。

技术领域

本发明涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种阻燃抗静电高熔体强度的聚丙烯组合物和阻燃抗静电高低温抗冲PP-H管材及其制备方法。

背景技术

聚丙烯管材料主要分为均聚聚丙烯(PP-H)，嵌段共聚聚丙烯(PP-B)以及无规共聚聚丙烯(PP-R)，这三种材料结构的差异使他们具有不用的应用特性，因此也具有不同的用途。其中PP-H由于具有优秀的耐静液压性能，良好的耐化学腐蚀性和较高的热变形温度，可以适用于用于高温工业排污管等领域。

但塑料管材是绝缘材料，极易产生静电。工业生产环境中的悬浮粉尘与PP-H管材表面相互摩擦碰撞,正负电荷在它们之间重新分布,分别积聚在PP-H管材的表面和粉尘上。当静电荷积聚到一定程度就会放电火花，有可能引起火灾或化学品爆炸。同时，PP-H管材还有易燃、耐压和耐冲击性较低的缺点。为使PP-H管材可以安全地、可靠地应用于高温工业排污之类的特种领域，必须提高其阻燃、抗静电和机械力学性能。然而，对PP-H进行阻燃和抗静电方面的改性，需要分别加入大量的阻燃剂和抗静电剂。一般市场上常见的此类助剂与PP-H的相容性都不是很好，会在成型后的基体树脂中产生应力集中和结晶缺陷。大量的助剂粒子还会进入聚丙烯分子链之间，起到“润滑”分子链之间缠绕纠结的作用，使聚丙烯的熔体强度下降。以上因素会大大降低PP-H的机械力学性能和加工性能。

目前市场上销售的未改性PP-H管材料，基本都经过了改性来来提高均聚聚丙烯性能，有的比如通过如加入β晶成核剂，提高PP-H管材料抗冲击强度。专利CN201310006946中提到用β晶成核剂改性均聚聚丙烯管材料，同步提高均聚聚丙烯管材料的刚性和韧性。但β成核剂成本较高，且β晶不稳定，在使用周期内易变成α晶，导致材料性能的下降。而现有技术生产PP-H管材料时，仅仅通过拉宽分子量分布，适当降低聚合物等规度来生产，以满足加工成型的要求。专利US6433087、JP2002295741和KR20040048053中提出了制备高性能聚丙烯管材材料的方法，但是用到乙丙共聚聚丙烯、聚苯乙烯弹性体或者乙烯/丙烯/丁烯三元共聚物和均聚聚丙烯掺混的方法来制备高性能管材料，无疑也导致了生产成本的增加和材料性能因原料质量和改性操作等带来的不稳定。

除了抗冲性能之外，均聚聚丙烯的熔体强度对于管材加工工艺也有很大的影响。通用均聚聚丙烯的软化点与熔点接近,当温度高于熔点后,其熔体强度和熔体的粘度急剧下降,容易发生熔体破裂，导致挤出管材成型时制品表面粗糙。，壁厚不均，出现边缘卷曲、收缩等问题。同时在比较快的牵引速度下，挤出机的螺杆转速和扭矩都会大大提高，增加了能耗和设备载荷。所以研制熔体强度高，对温度和熔体流动速率(MFR)不太敏感的新型均聚聚丙烯管材材料就成为一种趋势。