一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于高分子材料，具体涉及一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚丙烯树脂以其优异的物理机械性能、耐热性和耐化学性等特点，在电子电器、食品容器、家居用品等领域得到了广泛的应用。其中，均聚聚丙烯(homopolymerpolypropylene，pph)树脂具有刚性较高、耐热性好的优点，有研究表明提高均聚聚丙烯树脂的结晶度，有助于进一步提高其刚性和耐热性。同时，对于均聚聚丙烯的注塑成型而言，较高的结晶速率和结晶度可以降低材料的收缩率，从而降低注塑制品的翘曲和变形。因此，提高均聚聚丙烯的结晶性能对于其至关重要。

2、目前，为提高均聚聚丙烯的结晶性能，获得高刚性和高耐热的聚丙烯材料，现有的方法通常是在材料加工造粒的过程中添加α成核剂来提高均聚聚丙烯树脂的结晶度和结晶速率，常用且效果较好的α成核剂为有机类小分子成核剂，主要包括脂肪酸及其金属皂类、二苄叉山梨醇类和有机磷酸盐等。但是，一般生产厂家通过缩短制品成型周期来提高生产效率，在更短的成型周期下高刚、高耐热pph注塑制品翘曲和变形问题严重。而解决高刚高耐热pph制品翘曲和变形的问题，最有效的方法是延长制品成型周期，然而成型周期的延长将增加制品加工成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法和应用。所述聚丙烯树脂组合物具有优良的刚性、耐热性和尺寸稳定性。

2、为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种聚丙烯树脂组合物，其按重量份计包括：

4、含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂100重量份；

5、抗氧剂0.1～0.3重量份；

6、吸卤素剂0.01～0.1重量份；

7、所述含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂由丙烯聚合的过程中加入高分子成核剂而制备得到；

8、所述含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂中高分子成核剂的质量百分含量为30～50ppm。

9、优选地，所述聚丙烯树脂组合物在230℃/2.16kg的熔融指数为10～30g/10min，结晶温度＞125℃，热变形温度＞120℃，横纵收缩率＜1.2％。

10、优选地，所述含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂中等规聚丙烯的质量百分含量为98～99.5％。

11、优选地，所述高分子成核剂选自聚乙烯基环戊烷、聚乙烯基环己烷、聚乙烯基-2-甲基环己烷、聚3-甲基-1-丁烯、聚3-乙基-1-己烯、聚3-甲基-1-戊烯或聚苯乙烯中的任意一种或多种。

12、优选地，所述吸卤素剂选自硬脂酸钠、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的任意一种或多种。

13、优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂和助抗氧剂。

14、优选地，所述主抗氧剂选自抗氧剂2246、抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂1330中的任意一种或多种。

15、优选地，所述助抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂626和抗氧剂9228中的任意一种或多种。

16、优选地，所述主抗氧剂和助抗氧剂的质量比为1:(1～4)。

17、第二方面，本发明提供一种上述聚丙烯树脂组合物的制备方法，包括：

18、在丙烯聚合过程中加入高分子成核剂，得到含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂；

19、将含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂、抗氧剂和吸卤素剂混合后，挤出、造粒，得到聚丙烯树脂组合物。

20、优选地，所述含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂按照下述方法制备：

21、s1：将催化剂和高分子成核剂的混合物与丙烯、外给电子体、烷基铝进行丙烯预聚合，得到丙烯预聚物；

22、s2：将丙烯预聚物和丙烯在氢气的存在下聚合，得到含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂。

23、优选地，所述催化剂选自齐格勒-纳塔催化剂。

24、优选地，所述外给电子体为硅烷化合物，所述硅烷化合物选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二丁基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二叔丁基二甲氧基硅烷、二叔己基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二丙基二乙氧基硅烷、二异丙基二乙氧基硅烷、二丁基二乙氧基硅烷、二异丁基二乙氧基硅烷、二叔丁基二乙氧基硅烷、二叔己基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二环己基二乙氧基硅烷、二环戊基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、环戊基甲基二甲氧基硅烷、环戊基三甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、叔己基三甲氧基硅烷、叔丁基三甲氧基硅烷或叔己基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种。

25、优选地，所述烷基铝选自三乙基铝、三异丁基铝、三己基铝、三辛基铝、二乙基一氯化铝、二异丁基一氯化铝、二己基一氯化铝或二辛基一氯化铝中的任意一种或多种。

26、优选地，步骤s1中所述预聚合的温度为-10～20℃，时间为10～30min。

27、优选地，步骤s2中所述聚合的温度为50～100℃，压力为1～5mpa，时间为1～5h。

28、第三方面，本发明提供一种产品，其由上述技术方案涉及的聚丙烯树脂组合物制成；

29、所述产品包括汽车零部件或家电零部件。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、本发明提供了一种聚丙烯树脂组合物，其包括：含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂、抗氧剂和吸卤素剂。其中，高分子成核剂是在丙烯聚合阶段加入，而不是现有技术中通常的加工造粒阶段加入。这样可以使得均聚聚丙烯树脂中高分子成核剂分散更加均匀，均聚聚丙烯树脂性能更加稳定。另外，本发明中的高分子成核剂用量低、分散效果佳，成核效果好。其中，由于成核效果好，所以产品的刚性和耐热性好；成核剂用量低，且产品的收缩率低，尺寸稳定性好。因此，本发明采用含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂制备聚丙烯树脂，在保证其具备高刚性、高耐热性的同时，还降低了其收缩率。

32、经测试，所述聚丙烯树脂组合物具有优异的刚性、耐热性和尺寸稳定性，其熔融指数10～30g/10min(230℃/2.16kg)，结晶温度＞125℃，热变形温度＞120℃，横纵收缩率＜1.2％，弯曲模量＞2000mpa。

技术特征：

1.一种聚丙烯树脂组合物，其特征在于，按重量份计包括：

2.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂组合物在230℃/2.16kg的熔融指数为10～30g/10min，结晶温度＞125℃，热变形温度＞120℃，横纵收缩率＜1.2％。

3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂中等规聚丙烯的质量百分含量为98～99.5％。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述高分子成核剂选自聚乙烯基环戊烷、聚乙烯基环己烷、聚乙烯基-2-甲基环己烷、聚3-甲基-1-丁烯、聚3-乙基-1-己烯、聚3-甲基-1-戊烯或聚苯乙烯中的任意一种或多种；

5.根据权利要求4所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述主抗氧剂和助抗氧剂的质量比为1:(1～4)。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂按照下述方法制备：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自齐格勒-纳塔催化剂；

9.根据权利要求6～8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述预聚合的温度为-10～20℃，时间为10～30min；

10.一种产品，其特征在于，由权利要求1～5中任一项所述的聚丙烯树脂组合物或根据权利要求6～9中任一项所述的制备方法制备得到的聚丙烯树脂组合物制成；

技术总结本发明提供了一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法和应用。所述聚丙烯树脂组合物包括：含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂、抗氧剂和吸卤素剂。其中，高分子成核剂是在丙烯聚合阶段加入，而不是现有技术中通常的加工造粒阶段加入。这样可以使得均聚聚丙烯树脂中高分子成核剂分散更加均匀，均聚聚丙烯树脂性能更加稳定。本发明采用含有高分子成核剂的均聚聚丙烯树脂制备聚丙烯树脂，在保证其具备高刚性、高耐热性的同时，还降低了其收缩率。技术研发人员：郑伟平,赖雄峰,赵凯,刘璐,张浩天,张小鹏,袁文博受保护的技术使用者：山东京博聚烯烃新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17