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一种丙烯聚合物组合物及其制备方法

文献发布时间:2023-06-19 16:12:48



技术领域

本发明属于高分子材料领域,尤其涉及一种丙烯聚合物组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂,为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。PP材料因具有良好的耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和高耐磨加工性能等,自问世以来,便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。

近年来,PP材料在医疗器械领域得到了越来越多的应用。然而,普通医用PP的辐射稳定性差,辐射消毒后PP会发生降解,导致物理机械性能变劣,颜色变黄。此外,普通医用PP经过辐照消毒灭菌存放一段时间后降解问题更加严重,甚至会丧失使用性能,这种现象称为“后辐照效应”。由于辐照降解而导致的机械性能降低和黄变问题,以及“后辐照效应”,严重限制了PP材料在医疗器械及其他辐照加工领域的应用,如何解决上述问题是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种丙烯聚合物组合物及其制备方法,本发明提供的丙烯聚合物组合物具有十分优异的耐电子束辐照性能。

本发明提供了一种丙烯聚合物组合物,以重量份数计,其原料组分包括:

丙烯聚合物 100份;

反应型受阻酚接枝丙烯聚合物 0.1~1份;

反应型受阻胺接枝丙烯聚合物 0.1~1份;

所述反应型受阻酚接枝丙烯聚合物由丙烯聚合物经过等离子体处理后与反应型受阻酚混合反应制成;所述反应型受阻酚为2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚和/或2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚;

所述反应型受阻胺接枝丙烯聚合物由丙烯聚合物经过等离子体处理后与反应型受阻胺混合反应制成;所述反应型受阻胺为1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶和/或1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶。

优选的,制备所述反应型受阻酚接枝丙烯聚合物所用的丙烯聚合物与反应型受阻酚的质量比为1:(0.05~0.5)。

优选的,所述反应型受阻酚接枝丙烯聚合物按照以下步骤制备得到:

A)在氧气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;在酸性条件下,将预处理丙烯聚合物与反应型受阻酚在溶剂中混合反应,得到反应型受阻酚接枝丙烯聚合物;

或,

A')在氨气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;将预处理丙烯聚合物与反应型受阻酚在溶剂中混合反应,得到反应型受阻酚接枝丙烯聚合物。

优选的,制备所述反应型受阻胺接枝丙烯聚合物所用的丙烯聚合物与反应型受阻胺的质量比为1:(0.05~0.5)。

优选的,所述反应型受阻胺接枝丙烯聚合物按照以下步骤制备得到:

B)在氧气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;在碱性条件下,将预处理丙烯聚合物与反应型受阻胺在溶剂中混合反应,得到反应型受阻胺接枝丙烯聚合物;

或,

B')在氨气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;将预处理丙烯聚合物与反应型受阻胺在溶剂中混合反应,得到反应型受阻胺接枝丙烯聚合物。

优选的,所述原料组分还包括增韧剂;所述增韧剂为星型结构SEBS。

优选的,所述丙烯聚合物包括均聚聚丙烯和/或乙烯-丙烯无规共聚物。

优选的,所述原料组分还包括成核剂、卤素吸收剂和润滑剂中的一种或多种。

优选的,所述成核剂为有机磷酸盐成核剂;

所述卤素吸收剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌和水滑石中的一种或多种;

所述润滑剂包括蒙旦蜡E蜡、油酸酰胺和芥酸酰胺中的一种或多种。

本发明提供了一种上述技术方案所述丙烯聚合物组合物的制备方法,包括以下步骤:

将用于制备丙烯聚合物组合物的原料熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物。

与现有技术相比,本发明提供了一种丙烯聚合物组合物及其制备方法。本发明提供的丙烯聚合物组合物的原料组分包括:丙烯聚合物100重量份;反应型受阻酚接枝丙烯聚合物0.1~1重量份;反应型受阻胺接枝丙烯聚合物0.1~1重量份;所述反应型受阻酚接枝丙烯聚合物由丙烯聚合物经过等离子体处理后与反应型受阻酚混合反应制成;所述反应型受阻酚为2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚和/或2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚;所述反应型受阻胺接枝丙烯聚合物由丙烯聚合物经过等离子体处理后与反应型受阻胺混合反应制成;所述反应型受阻胺为1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶和/或1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶。本发明通过对丙烯聚合物进行等离子体处理后分别接枝受阻胺与受阻酚,随后再将接枝改性物添加到丙烯聚合物基材中,最终获得了具有优异耐电子束辐照性能的丙烯聚合物组合物,解决了现有聚丙烯树脂材料所存在的辐照易降解,以及“后辐照效应”较为明显的问题。在本发明提供的优选技术方案中,通过在组合物中添加星型结构SEBS作为增韧剂,能够在大幅提高材料韧性的同时实现良好的耐热性、刚韧平衡与焊接性能,从而进一步拓宽材料的适用领域。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种丙烯聚合物组合物,以重量份数计,其原料组分包括:

丙烯聚合物 100份;

反应型受阻酚接枝丙烯聚合物 0.1~1份;

反应型受阻胺接枝丙烯聚合物 0.1~1份。

在本发明提供的组合物中,所述丙烯聚合物优选包括均聚聚丙烯和/或乙烯-丙烯无规共聚物。其中,所述均聚聚丙烯的等规度优选≥97%;所述均聚聚丙烯的熔体流动速率(230℃,2.16kg)优选为5~30g/10min,更优选为12~18g/10min,具体可为5g/10min、6g/10min、7g/10min、8g/10min、9g/10min、10g/10min、11g/10min、12g/10min、13g/10min、14g/10min、15g/10min、16g/10min、17g/10min、18g/10min、19g/10min、20g/10min、21g/10min、22g/10min、23g/10min、24g/10min、25g/10min、26g/10min、27g/10min、28g/10min、29g/10min或30g/10min;所述乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量优选为1~10wt%,更优选为5~7wt%,具体可为1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%;所述乙烯-丙烯无规共聚物的熔体流动速率优选为5~30g/10min,更优选为20~25g/10min,具体可为5g/10min、6g/10min、7g/10min、8g/10min、9g/10min、10g/10min、11g/10min、12g/10min、13g/10min、14g/10min、15g/10min、16g/10min、17g/10min、18g/10min、19g/10min、20g/10min、21g/10min、22g/10min、23g/10min、24g/10min、25g/10min、26g/10min、27g/10min、28g/10min、29g/10min或30g/10min;所述均聚聚丙烯和乙烯-丙烯无规共聚物的质量比优选为1:(0.1~1),更优选为1:(0.7~0.85),具体可为1:0.1、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45、1:0.5、1:0.55、1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.85、1:0.9、1:0.95或1:1;所述丙烯聚合物优选为丙烯聚合物粉末,所述丙烯聚合物粉末的平均粒径优选为10~100μm,具体可为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm或100μm。

在本发明提供的组合物中,所述反应型受阻酚接枝丙烯聚合物由丙烯聚合物经过等离子体处理后与反应型受阻酚混合反应制成。其中,所述丙烯聚合物优选采用前文所介绍的丙烯聚合物,在此不再赘述;所述反应型受阻酚为2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚和/或2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚;经过等离子体处理后的丙烯聚合物与反应型受阻酚的质量比为优选1:(0.05~0.5),具体可为1:0.05、1:0.07、1:0.1、1:0.12、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45或1:0.5,最优选为1:0.1。

在本发明提供的组合物中,所述反应型受阻酚接枝丙烯聚合物优选按照以下步骤制备得到:

A)在氧气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;在酸性条件下,将预处理丙烯聚合物与反应型受阻酚在溶剂中混合反应,得到反应型受阻酚接枝丙烯聚合物;

或,

A')在氨气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;将预处理丙烯聚合物与反应型受阻酚在溶剂中混合反应,得到反应型受阻酚接枝丙烯聚合物。

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤A)中,所述等离子体处理的具体操作过程包括:将丙烯聚合物置于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空,通入氧气;通氧气结束后,启动射频功率源进行等离子体处理。其中,所述抽真空的真空度优选为10~30Pa,具体可为10Pa、12Pa、15Pa、17Pa、20Pa、23Pa、25Pa、27Pa或30Pa;所述通氧气的气流量优选为10~15cm

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤A)中,所述酸性条件优选由酸性试剂提供;所述酸性试剂优选包括硫酸、三氯化铝、氯化铁和氯化锌中的一种或多种;所述酸性条件的pH值优选为1~6,具体可为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5或6;所述溶剂优选包括环己烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮和三氯甲烷中的一种或多种;所述溶剂与预处理丙烯聚合物的质量比优选为(20~100):1,具体可为20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1或100:1;所述混合反应的温度优选为50~70℃,具体可为50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃或70℃;所述混合反应的时间优选为1~3h,具体可为1h、1.2h、1.5h、1.7h、2h、2.3h、2.5h、2.7h或3h。

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤A')中,所述等离子体处理的具体操作过程包括:将丙烯聚合物置于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空,通入氨气;通氨气结束后,启动射频功率源进行等离子体处理。其中,所述抽真空的真空度优选为10~30Pa,具体可为10Pa、12Pa、15Pa、17Pa、20Pa、23Pa、25Pa、27Pa或30Pa;所述通氨气的气流量优选为10~15cm

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤A')中,所述溶剂优选包括环己烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮和三氯甲烷中的一种或多种;所述溶剂与预处理丙烯聚合物的质量比优选为(20~100):1,具体可为20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1或100:1;所述混合反应的温度优选为30~50℃,具体可为30℃、32℃、35℃、37℃、40℃、42℃、45℃、47℃或50℃;所述混合反应的时间优选为1~3h,具体可为1h、1.2h、1.5h、1.7h、2h、2.3h、2.5h、2.7h或3h。

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤A)和A')中,所述混合反应结束后,优选对反应产物进行后处理,所述后处理的具体过程优选包括:将反应产物进行冷却,然后过滤沉淀物,最后对沉淀物进行洗涤和干燥。其中,所述洗涤的方式优选为依次进行醇洗和水洗;所述干燥的方式优选为真空干燥;所述干燥的时间优选为3~5h。

在本发明提供的组合物中,以丙烯聚合物在原料组分中的含量为100重量份计,所述反应型受阻酚接枝丙烯聚合物在原料组分中的含量为0.1~1重量份,具体可为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份或1重量份。

在本发明提供的组合物中,所述反应型受阻胺接枝丙烯聚合物由丙烯聚合物经过等离子体处理后与反应型受阻胺混合反应制成。其中,所述丙烯聚合物优选采用前文所介绍的丙烯聚合物,在此不再赘述;所述反应型受阻胺为1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶和/或1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶;经过等离子体处理后的丙烯聚合物与反应型受阻胺的质量比为优选1:(0.05~0.5),具体可为1:0.05、1:0.07、1:0.1、1:0.12、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45或1:0.5,最优选为1:0.1。

在本发明提供的组合物中,所述反应型受阻胺接枝丙烯聚合物优选按照以下步骤制备得到:

B)在氧气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;在碱性条件下,将预处理丙烯聚合物与反应型受阻胺在溶剂中混合反应,得到反应型受阻胺接枝丙烯聚合物;

或,

B')在氨气气氛下对丙烯聚合物进行等离子体处理,得到预处理丙烯聚合物;将预处理丙烯聚合物与反应型受阻胺在溶剂中混合反应,得到反应型受阻胺接枝丙烯聚合物。

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤B)中,所述等离子体处理的具体操作过程包括:将丙烯聚合物置于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空,通入氧气;通氧气结束后,启动射频功率源进行等离子体处理。其中,所述抽真空的真空度优选为10~30Pa,具体可为10Pa、12Pa、15Pa、17Pa、20Pa、23Pa、25Pa、27Pa或30Pa;所述通氧气的气流量优选为10~15cm

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤B)中,所述碱性条件优选由碱性试剂提供;所述碱性试剂优选包括氢氧化钠和/或氢氧化钾;所述碱性条件的pH值优选为8~11,具体可为8、8.5、9、9.5、10、10.5或11;所述溶剂优选包括环己烷、丙酮、丁酮和三氯甲烷中的一种或多种;所述溶剂与预处理丙烯聚合物的质量比优选为(20~100):1,具体可为20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1或100:1;所述混合反应的温度优选为50~70℃,具体可为50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃或70℃;所述混合反应的时间优选为1~3h,具体可为1h、1.2h、1.5h、1.7h、2h、2.3h、2.5h、2.7h或3h。

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤B')中,所述等离子体处理的具体操作过程包括:将丙烯聚合物置于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空,通入氨气;通氨气结束后,启动射频功率源进行等离子体处理。其中,所述抽真空的真空度优选为10~30Pa,具体可为10Pa、12Pa、15Pa、17Pa、20Pa、23Pa、25Pa、27Pa或30Pa;所述通氨气的气流量优选为10~15cm

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤B')中,所述溶剂优选包括环己烷、丙酮、丁酮和三氯甲烷中的一种或多种;所述溶剂与预处理丙烯聚合物的质量比优选为(20~100):1,具体可为20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1或100:1;所述混合反应的温度优选为30~50℃,具体可为30℃、32℃、35℃、37℃、40℃、42℃、45℃、47℃或50℃;所述混合反应的时间优选为1~3h,具体可为1h、1.2h、1.5h、1.7h、2h、2.3h、2.5h、2.7h或3h。

在本发明提供的上述制备步骤中,步骤B)和B')中,所述混合反应结束后,优选对反应产物进行后处理,所述后处理的具体过程优选包括:将反应产物进行冷却,然后过滤沉淀物,最后对沉淀物进行洗涤和干燥。其中,所述洗涤的方式优选为依次进行醇洗和水洗;所述干燥的方式优选为真空干燥;所述干燥的时间优选为3~5h。

在本发明提供的组合物中,以丙烯聚合物在原料组分中的含量为100重量份计,所述反应型受阻胺接枝丙烯聚合物在原料组分中的含量为0.1~1重量份,具体可为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份或1重量份。

在本发明提供的组合物中,所述原料组分优选还包括增韧剂;所述增韧剂优选为星型结构SEBS,更优选为三臂星型结构SEBS和/或四臂星型结构SEBS,最优选为四臂星型结构SEBS;所述星型结构SEBS的熔体流动速率(200℃,5kg)优选为0.1~5g/10min,更优选为1~2g/10min,具体可为0.1g/10min、0.3g/10min、0.5g/10min、1g/10min、1.5g/10min、2g/10min、2.5g/10min、3g/10min、3.5g/10min、4g/10min、4.5g/10min或5g/10min;所述星型结构SEBS的苯乙烯含量优选为5~30wt%,更优选为10~15wt%,具体可为5wt%、7wt%、10wt%、12wt%、15wt%、17wt%、20wt%、23wt%、25wt%、27wt%或30wt%。

在本发明提供的组合物中,以丙烯聚合物在原料组分中的含量为100重量份计,所述增韧剂在原料组分中的含量优选为5~15重量份,具体可为5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份或15重量份。

在本发明提供的组合物中,所述原料组分优选还包括成核剂;所述成核剂优选为有机磷酸盐成核剂,更优选为有机磷酸酯金属盐、有机磷酸酯金属盐的复配物、有机磷酸碱式金属盐或有机磷酸碱式金属盐的复配物,最优选为成核剂NA-21、成核剂NA-11和成核剂TMP-6中的一种或多种,最最优选成核剂NA-21或成核剂TMP-6。

在本发明提供的组合物中,以丙烯聚合物在原料组分中的含量为100重量份计,所述成核剂在原料组分中的含量优选为0.01~0.5重量份,具体可为0.01重量份、0.05重量份、0.1重量份、0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份或0.5重量份。

在本发明提供的组合物中,所述原料组分优选还包括卤素吸收剂;所述卤素吸收剂优选包括硬脂酸钙、硬脂酸锌和水滑石中的一种或多种,更优选为硬脂酸钙。

在本发明提供的组合物中,以丙烯聚合物在原料组分中的含量为100重量份计,所述卤素吸收剂在原料组分中的含量优选为0.01~0.2重量份,具体可为0.01重量份、0.02重量份、0.05重量份、0.07重量份、0.1重量份、0.12重量份、0.15重量份、0.17重量份或0.2重量份。

在本发明提供的组合物中,所述原料组分优选还包括润滑剂;所述润滑剂优选包括蒙旦蜡E蜡、油酸酰胺和芥酸酰胺中的一种或多种,更优选为蒙旦蜡E蜡。

在本发明提供的组合物中,以丙烯聚合物在原料组分中的含量为100重量份计,所述润滑剂在原料组分中的含量优选为0.05~0.15重量份,具体可为0.05重量份、0.06重量份、0.07重量份、0.08重量份、0.09重量份、0.1重量份、0.11重量份、0.12重量份、0.13重量份、0.14重量份或0.15重量份。

本发明还提供了一种上述技术方案所述丙烯聚合物组合物的制备方法,包括以下步骤:

将用于制备丙烯聚合物组合物的原料熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物。

在本发明提供的制备方法中,所述原料在进行熔融共混之前,优选先进行预混;所述预混优选在高速搅拌机中进行。

在本发明提供的制备方法中,所述熔融共混挤出优选在双螺杆挤出机中进行;所述双螺杆挤出机运行时的喂料段至口模温度优选为125~210℃;所述双螺杆挤出机运行时的机头和口模温度优选为200~210℃;所述双螺杆挤出机运行时的主机螺杆转速为100~150r/min。

本发明提供的技术方案通过对丙烯聚合物进行等离子体处理后分别接枝受阻胺与受阻酚,随后再将接枝改性物添加到丙烯聚合物基材中,最终获得了具有优异耐电子束辐照性能的丙烯聚合物组合物,解决了现有聚丙烯树脂材料所存在的辐照易降解,以及“后辐照效应”较为明显的问题。更具体来说,本发明提供的技术方案通过利用等离子体处理丙烯聚合物,将受阻胺与受阻酚接枝到丙烯聚合物主链上,可以使受阻胺与受阻酚进入丙烯聚合物的晶区,有效地消除在丙烯聚合物的晶区陷落的自由基,减少“后辐照效应”,提高耐辐照性能,降低迁移,保持颜色。此外,在本发明提供的优选技术方案中,在组合物中添加了星型结构SEBS作为增韧剂,相比较线性结构SEBS,星型结构SEBS拥有更多的物理交联点并且星臂更容易处于锚定状态,因此在同样增韧效果下可减少添加量,所以采用星型结构SEBS作为增韧剂能够在大幅提高材料韧性的同时,更好的保持材料的刚性、耐热性和焊接性能,从而进一步拓宽材料的适用领域。

为更清楚起见,下面通过以下实施例和对比例进行详细说明。其中,对比例1~6分别与实施例1~6所对应,其区别在于,对比例1~6选用非反应型受阻酚、受阻胺以共混的形式加入到体系中;实施例7~8旨在与实施例6进行比较,其区别在于,实施例7~8使用线型结构SEBS进行增韧,实施例7与实施例6的SEBS添加量相同,实施例8与实施例6在冲击强度基本相同的情况下SEBS添加量要远高于实施例6。

实施例1

将100g均聚聚丙烯(熔体流动速率18g/10min,等规度98%,平均粒径10μm),至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至10Pa后,通入氧气10min,氧气流量为10cm

将10g等离子体预处理聚丙烯、200g丁酮、1g 2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚进行混合,向混合体系中加入氯化锌调节PH值为6,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将10g等离子体预处理聚丙烯、200g丙酮、1g 1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,向混合体系中加入氢氧化钠调节PH值为8,在50℃条件下反应3h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将10kg(熔体流动速率18g/10min,等规度98%,平均粒径10μm)、10g接枝反应型受阻酚聚丙烯、10g接枝反应型受阻胺聚丙烯、1gNA-21成核剂、1g硬脂酸钙、5g蒙旦蜡E蜡、1.5kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1g/10min,苯乙烯含量10%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

实施例2

将1000g乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率20g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为5wt%,平均粒径100μm),至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至30Pa后,通入氧气15min,氧气流量为15cm

将200g等离子体预处理聚丙烯、20000g环己烷、20g 2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚进行混合,向混合体系中加入氯化锌调节PH值为1,在70℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将200g等离子体预处理聚丙烯、20000g环己烷、20g 1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,向混合体系中加入氢氧化钠调节PH值为11,在70℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将10kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率20g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为5wt%,平均粒径100μm)、100g接枝反应型受阻酚聚丙烯、100g接枝反应型受阻胺聚丙烯、50gTMP-6成核剂、20g硬脂酸钙、15g蒙旦蜡E蜡、500g四臂星型结构SEBS(熔体流动速率2g/10min,苯乙烯含量15%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

实施例3

将70g乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率25g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为7wt%,平均粒径50μm)、100g均聚聚丙烯(熔体流动速率12g/10min,等规度97%,平均粒径50μm)混合均匀后至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至20Pa后,通入氧气12min,氧气流量为12cm

将100g等离子体预处理聚丙烯、5000g环己烷、5g 2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚、5g2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚进行混合,向混合体系中加入氯化锌调节PH值为3,在60℃条件下反应2h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将100g等离子体预处理聚丙烯、5000g环己烷、5g 1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶、5g 1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,向混合体系中加入氢氧化钾调节PH值为10,在60℃条件下反应2h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将7kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率25g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为7wt%)、10kg均聚聚丙烯(熔体流动速率12g/10min,等规度97%)、85g接枝反应型受阻酚聚丙烯、85g接枝反应型受阻胺聚丙烯、17gTMP-6成核剂、5g硬脂酸钙、20g蒙旦蜡E蜡、1.7kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

实施例4

将280g乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%,平均粒径50μm)、400g均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%,平均粒径50μm)混合均匀后至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至20Pa后,通入氨气12min,氨气流量为12cm

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚、10g 2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚进行混合,在30℃条件下反应3h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶、10g 1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,在30℃条件下反应3h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将7kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、170g接枝反应型受阻酚聚丙烯、170g接枝反应型受阻胺聚丙烯、17g TMP-6成核剂、5g硬脂酸钙、20g蒙旦蜡E蜡、1.7kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

实施例5

将340g乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%,平均粒径50μm)、400g均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%,平均粒径50μm)混合均匀后至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至20Pa后,通入氨气12min,氨气流量为12cm

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚、10g2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶、10g1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将8.5kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、185g接枝反应型受阻酚聚丙烯、185g接枝反应型受阻胺聚丙烯、18.5gTMP-6成核剂、5.5g硬脂酸钙、22g蒙旦蜡E蜡、1.85kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

实施例6

将320g乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%,平均粒径50μm)、400g均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%,平均粒径50μm)混合均匀后至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至20Pa后,通入氨气12min,氨气流量为12cm

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚、10g2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶、10g1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将8kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、180g接枝反应型受阻酚聚丙烯、180g接枝反应型受阻胺聚丙烯、18gTMP-6成核剂、5.3g硬脂酸钙、21g蒙旦蜡E蜡、1.8kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

实施例7

将320g乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%,平均粒径50μm)、400g均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%,平均粒径50μm)混合均匀后至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至20Pa后,通入氨气12min,氨气流量为12cm

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚、10g2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶、10g1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将8kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、180g接枝反应型受阻酚聚丙烯、180g接枝反应型受阻胺聚丙烯、18gTMP-6成核剂、5.3g硬脂酸钙、21g蒙旦蜡E蜡、1.8kg线型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

实施例8

将320g乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%,平均粒径50μm)、400g均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%,平均粒径50μm)混合均匀后至于带有振动器的等离子体反应器中,抽真空至20Pa后,通入氨气12min,氨气流量为12cm

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 2,6-双叔丁基-4-[2-(2-环氧乙烷基)乙基]苯酚、10g2,6-双叔丁基-4-[(2-环氧乙烷基)甲基]苯酚进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻酚聚丙烯。

将200g等离子体预处理聚丙烯、4000g环己烷、10g 1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶、10g1,2,2,6,6-五甲基-4-[(2-环氧乙烷基)甲氧基]哌啶进行混合,在50℃条件下反应1h,后冷却至室温过滤沉淀物,将沉淀物用乙醇清洗3次,再用去离子水冲洗3次,在真空下干燥3h,得到接枝反应型受阻胺聚丙烯。

将8kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、180g接枝反应型受阻酚聚丙烯、180g接枝反应型受阻胺聚丙烯、18gTMP-6成核剂、5.3g硬脂酸钙、21g蒙旦蜡E蜡、3.9kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

对比例1

将10.02kg(熔体流动速率18g/10min,等规度98%,平均粒径10μm)、1g受阻酚抗氧剂1790、1g受阻胺光稳定剂944、1gNA-21成核剂、1g硬脂酸钙、5g蒙旦蜡E蜡、1.5kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1g/10min,苯乙烯含量10%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

对比例2

将10.2kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率20g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为5wt%,平均粒径100μm)、10g受阻酚抗氧剂1790、10g受阻胺光稳定剂944、50gTMP-6成核剂、20g硬脂酸钙、15g蒙旦蜡E蜡、500g四臂星型结构SEBS(熔体流动速率2g/10min,苯乙烯含量15%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

对比例3

将7.07kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率25g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为7wt%)、10.1kg均聚聚丙烯(熔体流动速率12g/10min,等规度97%)、8.5g受阻酚抗氧剂1790、8.5g受阻胺光稳定剂944、17gTMP-6成核剂、5g硬脂酸钙、20g蒙旦蜡E蜡、1.7kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

对比例4

将7.14kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10.2kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、17g受阻酚抗氧剂1790、17g受阻胺光稳定剂944、17gTMP-6成核剂、5g硬脂酸钙、20g蒙旦蜡E蜡、1.7kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

对比例5

将8.67kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10.2kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、18.5g受阻酚抗氧剂1790、18.5g受阻胺光稳定剂944、18.5gTMP-6成核剂、5.5g硬脂酸钙、22g蒙旦蜡E蜡、1.85kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

对比例6

将8.16kg乙烯-丙烯无规共聚物(熔体流动速率23g/10min,乙烯-丙烯无规共聚物中对应乙烯单体的结构单元的含量为6wt%)、10.2kg均聚聚丙烯(熔体流动速率15g/10min,等规度97%)、18g受阻酚抗氧剂1790、18g受阻胺光稳定剂944、18gTMP-6成核剂、5.3g硬脂酸钙、21g蒙旦蜡E蜡、1.8kg四臂星型结构SEBS(熔体流动速率1.5g/10min,苯乙烯含量13%)加入到高速搅拌机中预混,然后将预混树脂加入双螺杆中熔融共混挤出,得到丙烯聚合物组合物,挤出机各区温度设定为:喂料段温度为125℃,其它段温度为210℃,机头和口模温度为210℃,主机螺杆转速为100r/min。

性能测试

(1)对实施例1~6和对比例1~6制得丙烯聚合物组合物所制得的测试样件进行50kGy剂量的电子束辐照,并进行简支梁缺口冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和黄色指数的测试,为了对比说明本发明在降低后辐照效应方面的优势,我们将辐照后的测试样件在同等条件下存放一年后再次进行测试,结果如表1~2所示:

表150kGy剂量的电子束辐照后2天性能对比测试

表250kGy剂量的电子束辐照后1年性能对比测试

从表1和表2中可以看出,对比例丙烯聚合物组合物在经过50kGy剂量的电子束辐照后2天、1年后冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、黄色指数这些性能均比对应的实施例差,尤其是辐照1年后相应性能指标有大幅度下降,而实施例性能指标下降幅度很小,这说明使用本发明方法在解决现有聚丙烯树脂材料所存在的辐照易降解,以及“后辐照效应”方面具有非常明显的优势。

(2)对实施例6~8制得丙烯聚合物组合物所制得的测试样件进行简支梁缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量和负荷热变形温度的测试,结果如表3所示:

表3实施例6与实施例7、8未经电子束辐照物性差别

从表3中可以看出采用本发明所提供星型结构SEBS作为增韧剂的方法能够在大幅提高材料韧性的同时,更好的保持材料的刚性、耐热性和焊接性能,从而进一步拓宽材料的适用领域。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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06120114744423