專利名稱：一種聚烯烴熱塑性彈性體的組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚烯烴熱塑性彈性體的組合物及其制備方法，尤其是一種具有超 高流動性和低溫自粘接性的聚烯烴熱塑性彈性體組合物及其制備方法
背景技術(shù)：
熱塑性彈性體(Thermoplastic elastomer, TPE)是物理性能介于橡膠和塑料之 間的一類高分子材料，它既具有橡膠的彈性，又具有塑料的易加工性。這些特性早在1擬6 年Waldo kmon研究PVC時就發(fā)現(xiàn)了。隨著共混技術(shù)以及嵌段、接枝等共聚技術(shù)的進展，世 界各地的研究者和公司又相繼開發(fā)成功了多類具有這種特性的高分子材料，廣泛應(yīng)用于汽 車、電子電氣、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著新技術(shù)的發(fā)展，促進了 TPE性能的不斷優(yōu)化和提升， 應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，尤其是汽車和醫(yī)療領(lǐng)域需求強勁；此外由于人們環(huán)境意識的提高，材料 回收性成為選材的一個重要因素，全球廢棄的PVC成為環(huán)境污染的重要問題，國外限制使 用PVC呼聲日趨高漲，也促進了 TPE消費快速增長。目前工業(yè)化生產(chǎn)TPE主要分為以下幾 類苯乙烯類(TPS)、烯烴類(TPO)、氯乙烯類(TPVC)、氨酯類(TPU)、聚酯類(TPEE)、酰胺類 (TPAE)、有機氟類(TPF)、雙烯類(TPB、TPI)等。聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)由橡膠和聚烯烴構(gòu)成，通常橡膠組分為三元乙丙橡 膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)和丁基橡膠以及采用茂金屬催化劑合成乙烯-辛烯共聚物，聚烯 烴組分主要為聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。20世紀(jì)90年代茂金屬催化體系用于橡膠工業(yè) 化生產(chǎn)，成為合成橡膠最突出的進展之一。茂金屬催化乙丙橡膠與傳統(tǒng)乙丙橡膠相比具有 產(chǎn)物的相對分子量分布窄；產(chǎn)品純凈顏色透亮、聚合結(jié)構(gòu)均勻；尤其是通過改變茂金屬結(jié) 構(gòu)可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)乙烯、丙烯和二烯烴的組成，在很大范圍內(nèi)調(diào)控聚合物的微觀結(jié)構(gòu)，從而 合成具有新型鏈結(jié)構(gòu)的、不同用途的產(chǎn)品。自1997年開始工業(yè)化生產(chǎn)至今，全球茂金屬催 化乙丙橡膠產(chǎn)能已達200kt/a以上。茂金屬催化合成的氫化丁腈橡膠價格比傳統(tǒng)方法合成 要低很多；這些茂金屬合成橡膠性能特殊，以此為基礎(chǔ)合成TPO具有更好性能。近年來國外 許多新型高性能TPO結(jié)合茂金屬技術(shù)，如杜邦公司、D0W化學(xué)等合作開發(fā)TPO復(fù)合物和合金 新技術(shù)，以茂金屬聚烯烴彈性體為基礎(chǔ)，并在全球范圍內(nèi)推廣新一代復(fù)配技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù) 的熱塑性彈性體可以承受較高溫度，并具有較高熔體強度、良好加工性能及較佳的終端產(chǎn) 品使用性能。TPO目前已成為汽車和家電領(lǐng)域的主要橡塑材料，其中汽車上用量占總產(chǎn)量的 75%以上，是熱塑性彈性體(TPE)中增長最快的一個品種。在擠出過程中，常常碰到當(dāng)擠出速度超過某一臨界值時，擠出物表面質(zhì)量惡化，逐 漸失去光澤，出現(xiàn)鯊魚皮狀，進而表面變得凹凸不平，成螺旋狀、竹節(jié)狀等等，即為熔體破 裂。它嚴(yán)重影響了制品的物理、光學(xué)性能及外觀質(zhì)量，限制了生產(chǎn)效率，因而是實際生產(chǎn)中 的重要問題。工業(yè)上消除熔體破裂的方法對不同材料可能并不相同，大體上有以下幾種① 在聚合物熔體擠出時，最先出現(xiàn)的破裂現(xiàn)象是鯊魚皮，而鯊魚皮的形成與口模的尺寸有關(guān)。 所以，在模具設(shè)計時注意盡量利用口模的直徑、長徑比等對鯊魚皮形成的影響。②選擇特殊 的口模材料，如合金鋼或其它材料，對口模材料進行特殊處理等。③根據(jù)聚合物選擇加工助劑(外潤滑劑、填料)，改變流動邊界條件，可以減緩或消除熔體破裂。④根據(jù)熔體破裂的溫 度效應(yīng)，提高或降低溫度。⑤對聚合物進行流動改性，提高材料的流動性，即具有較高的熔 體流動速率。具體情況要結(jié)合聚合物的種類來確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀提供一種具有低溫自 粘接性的聚烯烴熱塑性彈性體的組合物。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種具有低溫自粘接性的熱塑性聚烯 烴熱塑性彈性體組合物的制備方法。本發(fā)明為解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種聚烯烴熱塑性彈性 體的組合物，其特征在于所述組合物是由下列組分按以下的質(zhì)量百分比混合而成的聚乙烯樹脂40 % 80 % ；丙烯-乙烯共聚物10 % ；35 % ；乙烯-醋酸乙烯共聚物10% 25%。作為改進，所述的聚乙烯樹脂為采用低壓法生產(chǎn)的高密度聚乙烯顆粒，其重均分 子量為 100000 1000000。作為優(yōu)選，所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金屬催化劑和新型溶液聚合工藝生 產(chǎn)出來的共聚物顆粒，其中乙烯的含量為重量百分比12 20%，其熔體流動指數(shù)為50 350g/10min (按ASTM D1238標(biāo)準(zhǔn)方法測試，測試條件為溫度230°C、負載2. 16kg)。作為優(yōu)選，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量為重量百分比15 30%，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔體流動指數(shù)為15 40g/10min (按ASTMD1238標(biāo)準(zhǔn) 方法測試，測試條件為溫度230°C、負載2. 16kg)。本發(fā)明為解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種聚烯烴熱塑性彈性 體的組合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將各組分按以下重量百分比配料聚乙烯40 80%;丙烯-乙烯共聚物10 ；35 % ；乙烯-醋酸乙烯共聚物10 25%。2)將配好的料在混合機中混合均勻后出料，采用擠出機造粒。所述的聚乙烯樹脂為低壓法生產(chǎn)的高密度聚乙烯顆粒，其重均分子量為 100000 1000000 ；所述的丙烯-乙烯共聚物為利用茂金屬催化劑和溶液聚合工藝生產(chǎn)出來的顆粒， 其中乙烯含量12 20% (重量百分比)，熔體流動指數(shù)為50 350g/10min (按ASTM D1238 標(biāo)準(zhǔn)方法測試，測試條件為溫度230°C、負載2. 16kg)；所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量為15 30% (重量百分比)，熔 體流動指數(shù)為15 40g/10min (按ASTM D1238標(biāo)準(zhǔn)方法測試，測試條件為溫度230°C、負載 2. 16kg)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點為本發(fā)明所制得的聚烯烴熱塑性彈性體組合物 既具有超高的流動性，即具有較高的熔體流動速率，可滿足高速擠出的需要，避免在擠出過程中出現(xiàn)鯊魚皮狀熔體破裂的現(xiàn)象，而且材料表面溫度在80°C 110°C的范圍內(nèi)(即材料 不變形)又具有自粘接性，制備工藝簡單，易操作，同時該材料符合環(huán)保的要求，能廣泛用 于汽車和家電領(lǐng)域的制造領(lǐng)域。
具體實施例方式以下通過實施例來加以進一步描述，但本發(fā)明并沒有局限于這些實施例。實施例 和比較例中的材料配方均為重量百分比。其中材料的流動性以材料的熔體流動速率來表征，按照ASTM D1238熔體指數(shù)測試 方法測試，測試條件為溫度230°C、負載2. 16kg ；材料自粘接性的表征方法按配比將各組分均勻混合，在擠出機中進行造粒，將粒 子通過單螺桿擠出機擠出成直徑為0. 5mm的圓形單絲，然后將單絲編織成單經(jīng)單緯的網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，放進恒溫的烘箱中，加熱3分鐘后從烘箱中取出，自然冷卻到室溫，觀察網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)交 織點的粘接狀況，以A、B、C、D分級定性表征，A表示粘接性很好，B表示粘接性較好，C表示 粘接性一般，D表示未粘接。實施例1將50%聚乙烯、25%丙烯-乙烯共聚物、25%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例2將50%聚乙烯、30%丙烯-乙烯共聚物、20%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例3將50%聚乙烯、35%丙烯-乙烯共聚物、15%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例4將60%聚乙烯、20%丙烯-乙烯共聚物、20%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例5將60%聚乙烯、25%丙烯-乙烯共聚物、15%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例6將60%聚乙烯、30%丙烯-乙烯共聚物、10%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例7
將70%聚乙烯、10%丙烯-乙烯共聚物、20%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例8將70%聚乙烯、15%丙烯-乙烯共聚物、15%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。實施例9將75%聚乙烯、15%丙烯-乙烯共聚物、10%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中 混合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表 1。對比例1將100%聚乙烯、0%丙烯-乙烯共聚物、0%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中混 合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表1。對比例2將70%聚乙烯、30%丙烯-乙烯共聚物、0%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中混 合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表1。對比例3將60%聚乙烯、35%丙烯-乙烯共聚物、5%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中混 合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表1。對比例4將85 %聚乙烯、0%丙烯-乙烯共聚物、15%乙烯-醋酸乙烯共聚物在混合機中混 合均勻，在在擠出機中進行造粒。測試材料的熔體流動速率以及自粘接性，測試結(jié)果見表1。表1實施例及對比例的熔體流動速率和自粘接性
熔體流動速率(g/10min)自粘接性實施例158. 9A實施例2634A實施例365. 8B實施例443. 5A實施例548. 2B實施例653. 4C實施例729. 8A
權(quán)利要求
1.一種聚烯烴熱塑性彈性體的組合物，其特征在于所述組合物是由以下組分按一定的 質(zhì)量百分比混合而成的聚乙烯樹脂40% 80%丙烯-乙烯共聚物10% 35%乙烯-醋酸乙烯共聚物10^-25 ^
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的聚乙烯樹脂為采用低壓法生產(chǎn)的 高密度聚乙烯顆粒，其重均分子量為100000 1000000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金屬 催化劑和溶液聚合工藝生產(chǎn)出來的共聚物顆粒，其中乙烯的含量為重量百分比12 20%， 其熔體流動指數(shù)為50 350g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙 烯的含量為重量百分比15 30%，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔體流動指數(shù)為15 40g/10min。
5.一種聚烯烴熱塑性彈性體的組合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將以下組分按重量百分比進行配料聚乙烯樹脂40 80%丙烯-乙烯共聚物10 35%乙烯-醋酸乙烯共聚物10 25% ；2)將配好的料在混合機中混合均勻后出料，采用擠出機造粒；所述的聚乙烯樹脂為采用低壓法生產(chǎn)的高密度聚乙烯顆粒，其重均分子量為 100000 1000000 ；所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金屬催化劑和溶液聚合工藝生產(chǎn)出來的共聚物顆 粒，熔體流動指數(shù)為50 350g/10min，其中乙烯的含量為重量百分比12 20% ；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量為重量百分比15 30 %，所述乙烯-醋 酸乙烯共聚物的熔體流動指數(shù)為15 40g/10min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚烯烴熱塑性彈性體的組合物及其制備方法，所述組合物的組分和配比為聚乙烯樹脂40％～80％，丙烯-乙烯共聚物10％～35％，乙烯-醋酸乙烯共聚物10％～25％(重量百分比)，所述的聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯顆粒，其重均分子量為100000～1000000；所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金屬催化劑和溶液聚合工藝生產(chǎn)出來的共聚物顆粒，乙烯的含量為重量百分比12～20％；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量為重量百分比15～30％；本發(fā)明所制得的聚烯烴熱塑性彈性體組合物既具有超高的流動性，可滿足高速擠出的需要，而且又具有低溫自粘接性，制備工藝簡單，易操作，同時該材料符合環(huán)保的要求，能廣泛用于汽車和家電領(lǐng)域的制造領(lǐng)域。
文檔編號C08L23/16GK102108146SQ20101013750
公開日2011年6月29日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者盧先鋒 申請人:寧波先鋒新材料股份有限公司