一种高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，特别涉及一种高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯材料是目前用量最大的高分子材料，具有优异的加工性能和力学性能等优点，被广泛应用于日常生活和工业生产领域，如：农用薄膜、电线电缆、通讯、房屋建筑和航空制造业等。

目前适用于吹塑和吸塑用的聚烯烃材料，基本都是HDPE或者PP纯树脂，这些树脂能较好地成型，但是在耐热和强度方面还需要改善。行业内通常是利用玻璃纤维的高强度和高刚性来提高产品强度和耐热，但常规的玻璃纤维增强聚丙烯材料具有熔体强度低，熔体延伸率低，还有表面浮纤和韧性差等问题。

因此，有必要研究一种适用于吹塑和吸塑用的高熔体强度聚丙烯材料。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种利于吹塑和吸塑等场合的高熔体强度的聚丙烯材料。

本发明的另一目的是提供上述高熔体强度聚丙烯材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高熔体强度聚丙烯材料，按重量份计，包括以下组分：

直链聚丙烯 10-90份；

长支链聚丙烯 0.5-50份；

氟类化合物 0.01-20份。

作为本发明进一步优选的实施方式，高熔体强度聚丙烯材料，按重量份计，包括以下组分：

直链聚丙烯 40-75份；

长支链聚丙烯 20-40份；

氟类化合物 8-20份。

优选的，所述直链聚丙烯的熔融指数MI为0.01-10 g/10min，测试条件为230℃，2.16 Kg负荷；优选为0.1-3 g/10min。

优选的， 所述长支链聚丙烯的熔融指数MI为0.01-10 g/10min，测试条件为230℃，2.16 Kg负荷；优选为0.1-3 g/10min。

优选的，所述氟类化合物为乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚四氟乙烯（PTFE）、氟化乙丙共聚物（FEP）、全氟烷氧基树脂（PFA）、聚氯三氟乙烯（PCTFE）、乙烯-一氯三氟乙烯共聚合物（ECTFE）或聚偏氟乙烯（PVDF）中一种或几种的混合物。

本发明优选高分子量的氟类化合物，其在成型过程中不熔，在熔体的作用下会给拉伸为纤维，这样聚丙烯分子链和氟类化合物纤维会形成互穿网络，从而进一步提高整个材料的熔体强度。分子量过低，对熔体强度的改善不明显，分子量过高，影响其加工性能，因此，优选的，所述氟类化合物的重均分子量为10-1000万，优选为500-800万。

本发明还提供上述高熔体强度聚丙烯材料的制备方法，其步骤如下：按照配方含量称量各组分，并将各组分混合均匀，随后将混合物加入双螺杆挤出机的主喂料系统；然后通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒制备得到高熔体强度聚丙烯材料。

优选的，双螺杆挤出机一至二区温度为120℃-160℃，三至五区温度为180℃-300℃，五至十区温度为180℃-300℃，螺杆转速为300 rpm-600rpm。

本发明还提供了上述高熔体强度聚丙烯材料在吹塑和吸塑场合中的应用。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明提供了一种高熔体强度聚丙烯材料，包括直链聚丙烯、长支链聚丙烯和氟类化合物，其中，利用直链聚丙烯的长分子链，增加分子链之间的缠结，利于提高挤出和吸塑时熔体的稳定；长支链聚丙烯的加入，利用其支链结构，可以极大提高熔体强度；高分子量的氟类化合物在成型过程中不熔，在熔体的作用下会被拉伸为纤维，这样聚丙烯分子链和氟类化合物纤维会形成互穿网络，从而进一步提高整个材料的熔体强度。

本发明制备得到的聚丙烯材料具有较高的熔体强度，主要适用于吹塑和吸塑等场合。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

本发明实施例和对比例所采用的原料均来源于市购；

直链聚丙烯1：MI为2 g/10min（230℃，2.16 Kg负荷）；

直链聚丙烯2：MI为8 g/10min（230℃，2.16 Kg负荷）；

直链聚丙烯3：MI为20 g/10min（230℃，2.16 Kg负荷）；

长支链聚丙烯1：MI为3 g/10min（230℃，2.16 Kg负荷）；

长支链聚丙烯2：MI为10 g/10min（230℃，2.16 Kg负荷）；

长支链聚丙烯3：MI为25 g/10min（230℃，2.16 Kg负荷）；

氟类化合物1：重均分子量50W聚四氟乙烯；

氟类化合物2：重均分子量500W聚四氟乙烯；

氟类化合物3：重均分子量1W聚四氟乙烯。

实施例1-11及对比例1-2：高熔体强度聚丙烯材料的制备

按照表1配方含量称量各组分，并将各组分混合均匀，随后将混合物加入双螺杆挤出机的主喂料系统；然后通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒制备得到聚丙烯材料。

其中挤出机一至二区温度为120℃-160℃，三至五区温度为180℃-300℃，五至十区温度为180℃-300℃，螺杆转速为300 rpm-600rpm。

各性能的测试标准或方法：

熔体强度：熔体拉伸流变仪测试， 测试条件：180℃；

熔体断裂速度：熔体拉伸流变仪测试， 测试条件：180℃。

表1 各实施例与对比例中各组分的具体配比（重量份）及各性能测试结果

由上表可以看出，本发明包含直链聚丙烯、长支链聚丙烯和氟类化合物的聚丙烯材料，其熔体强度和熔体断裂速度明显提高，适用于吹塑和吸塑等场合。对比例1未加入长支链聚丙烯，其熔体强度和熔体断裂速度均较差；对比例2中引入了长支链聚丙烯，但未加入氟类化合物，其熔体强度和熔体断裂速度稍微有所提高，但提高效果不明显，由此可以表明，本发明各组分之间具有协同增效作用。