CN114806060A - 一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料及其制备方法 - Google Patents

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李栋栋
陈平绪
叶南飚
杨霄云
陆湛泉
王爱东
赵治国
姜向新
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L45/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having no unsaturated aliphatic radicals in side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic or in a heterocyclic ring system; Compositions of derivatives of such polymers

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Abstract

本发明涉及一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料及其制备方法，包括PCR级环烯烃共聚物、热塑性弹性体、滑石粉和加工助剂。本发明的环烯烃共聚物，具有较高的刚性和韧性，同时具有优良的耐化学性能；同时该材料的制备，也契合当前环保的理念。

Description

一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料及其制备方法。
背景技术
环烯烃共聚物(Cyclo-Olefin Copolymer，简称COC)是一种环烯烃单体与α-烯烃共聚而成的热塑性非结晶透明高分子材料。一般而言，环烯烃共聚物指的是环烯烃与乙烯的共聚物，采用Ziegler-Natta和茂金属催化聚合制备而成。相比于传统的聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃材料，环烯烃共聚物具有独特且优异的性能，如优异的光学性能，其透光率可达91％，且具有较低的双折射率和高安贝数，低介电常数和介电损耗，良好的尺寸稳定性以及高强度，广泛应用于光学器件、包装、医用以及电子领域。环烯烃共聚物市场的高速发展也带来了大量的COC废弃物，对于COC废弃物的高质利用显得意义重大。而现阶段对于COC的研究基本集中在COC的合成以及全新纯COC的改性，对于PCR级的COC材料，由于通常与 LLDPE薄膜共挤，回收过程中难以通过红外和核磁进行分离，因而失去了COC高透明的特性，同时LLDPE的存在，导致PCR级COC材料刚性及韧性较低，限制了PCR级的COC 材料的应用，而对于其改性研究基本没有。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料及其制备方法，该材料具有较高的刚性和韧性。
本发明提供了一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料，按质量份数，包括如下组分：
Figure BDA0003570966850000011
段共聚物；所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物的重均分子量为5万-8万。
SEBS能够均匀分散在环烯烃共聚物中，同时该分子量范围的SEBS分散相粒子较小，较小的粒子间距更有利于与银纹的产生，从而有利于冲击过程的能量耗散。
所述PCR级环烯烃共聚物包括COC和LLDPE，其中COC的质量含量≥80％，优选85％-95％。在环烯烃共聚物中，随着降冰片烯含量的增加，材料的玻璃化转变温度逐渐升高。可以根据降冰片烯含量与对应的玻璃化转变温度进行线性拟合，得出环烯烃共聚物材料中共聚单体降冰片烯含量与其玻璃化转变温度的关系，从而可以根据此关系以及样品的玻璃化转变温度数据反推出PCR级COC材料中降冰片烯含量以及COC密度，结合LLDPE 的密度，计算PCR级COC中COC和LLDPE的比例；此外，PCR级环烯烃共聚物中COC 的质量含量≥80％时，材料强度和模量均保持较好，具有更好的综合性能。
所述PCR级环烯烃共聚物在260℃、2.16kg(测试标准：ISO 1133-1:2011)条件下熔体流动速率为5-20g/10min。
所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分比含量为25％-35％。
优选的，所述滑石粉的质量份数为10-20份。在高粘度的环烯烃共聚物体系中，为了均衡填料的增刚作用和分散效果，所述滑石粉目数为1250目-3000目。相较与其他填料如球状的硫酸钡和碳酸钙，滑石粉在高粘度的环烯烃聚合物体系中，受到外力作用时，脱粘效应更低，因此在提高材料模量的同时，韧性降低较小。
所述加工助剂为0.1-0.3份的抗氧化剂和0.1-0.2份的润滑剂。
所述抗氧化剂为羟胺类主抗氧剂与亚磷酸酯类或硫醚类辅抗氧剂的混合物；所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂、酰胺类润滑剂的至少一种。
本发明还提供了一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料的制备方法，包括：
将各组分经高速混合机混合均匀，得到混合物料；将混匀后的物料加入双螺杆挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，得到高模量高韧性环烯烃共聚物材料。
所述双螺杆挤出机的工艺参数为螺杆长径比L/D＝48:1，挤出温度在120～260℃(双螺杆挤出机从喂料段到机头的十个区的温度依次为120℃、200℃、260℃、260℃、240℃、240℃、240℃、230℃、230℃、250℃)，螺杆转速为500～600rpm。
本发明还提供了一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料在玩具、家电中的应用。
有益效果
本发明利用优选的热塑性弹性体，实现在环烯烃共聚物中具有较小的分散尺寸及分布，有效地得耗散冲击过程能量，实现材料的增韧，同时添加一定量的滑石粉，在保证材料韧性的同时，进一步提高材料的刚性本发明的环烯烃共聚物，具有较高的刚性和韧性，同时该材料的制备，也契合当前环保和碳中和的理念。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例及对比例中采用的原料如下：
环烯烃共聚物1#：UP-66(LW)，260℃、2.16kg熔指为5g/10min，COC的质量含量为85％-90％，购自日本阿普莱兹公司；
环烯烃共聚物2#：UP-66(MW)，260℃、2.16kg熔指为10g/10min，COC的质量含量为90％-95％，购自日本阿普莱兹公司；
环烯烃共聚物3#：UP-66(HW)260℃、2.16kg熔指为20g/10min，COC的质量含量为80％-84％，购自日本阿普莱兹公司；
热塑性弹性体1#：SEBS G1652，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，苯乙烯的质量百分比含量为28％-33％，重均分子量为5-8万，购自Kraton公司；
热塑性弹性体2#：SEBS G1654，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，苯乙烯的质量百分比含量为36％-40％，重均分子量为10万，购自Kraton公司；
热塑性弹性体3：POE ENGAGE 8137，购自DOW CHEMICAL PACIFIC LTD；
滑石粉：1250目、3000目、5000目，市售；
碳酸钙：3000目，市售；
硫酸钡：3000目，市售；
抗氧剂：FS-042及168抗氧剂，羟胺类主抗氧剂与亚磷酸酯类辅抗氧剂的混合物，市售；
润滑剂：EBS酰胺类润滑剂，市售；
以上实施例和对比例所用原料名称相同的为同一种市售产品。
本发明各实施例及对比例的复合材料通过如下过程制备得到：
将各组分经高速混合机混合均匀，得到混合物料；将混匀后的物料加入双螺杆挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，得到样条。所述双螺杆挤出机的工艺参数为螺杆长径比L/D＝48:1，挤出温度在120～260℃(双螺杆挤出机从喂料段到机头的十个区的温度依次为120℃、200℃、260℃、260℃、240℃、240℃、240℃、230℃、230℃、250℃)、螺杆转速为500～600rpm。
实施例和对比例经过以下测试方法或测试标准：
性能测试，按照GB/T 1040.2-2006测试复合材料的拉伸强度，其中拉伸速率为50mm/min；按照GB/T 9341-2008测试复合材料的弯曲模量，其中弯曲速率为2mm/min，跨距为64mm；按照GB/T 1843-2008测试复合材料的悬臂梁缺口冲击强度，缺口类型为A 型缺口。
表1
Figure BDA0003570966850000041
表2
Figure BDA0003570966850000042
从实施例1-7和对比例1-9的性能可以明显看出，在PCR级的环烯烃共聚物中加入不同目数的滑石粉可以在保持较高缺口冲击强度的同时，有效提高材料的刚性，尤其是弯曲模量。同时，对于不同的弹性体增韧，SEBS 1#，即重均分子量为5-8万的SEBS具有更优的效果，这是由于低分子量的SEBS更容易在COC基体中分散形成较小尺寸的粒子，能够更有效得耗散冲击能。而其他种类的填充，如碳酸钙，对于材料的刚性和韧性均产生较大的负面影响，冲击强度大幅降低；硫酸钡和无填充，对于材料的刚性提高无作用。本发明中通过优选弹性体种类增韧以及合适的填料进行增刚改性，获得了一种高模量高韧性的环烯烃共聚物。

Claims (10)

1.一种高模量高韧性环烯烃共聚物材料，其特征在于：按质量份数，包括如下组分：
Figure FDA0003570966840000011
Figure FDA0003570966840000012
其中，所述热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物；所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物的重均分子量为5万-8万。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述PCR级环烯烃共聚物包括COC和LLDPE，其中COC的质量含量≥80％。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分比含量为25％-35％。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述滑石粉目数为1250目-3000目。
5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述加工助剂为0.1-0.3份的抗氧化剂和0.1-0.2份的润滑剂。
6.根据权利要求5所述的材料，其特征在于：所述抗氧化剂为羟胺类主抗氧剂与亚磷酸酯类或硫醚类辅抗氧剂的混合物；所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂、酰胺类润滑剂的至少一种。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述滑石粉的质量份数为10-20份。
8.一种如权利要求1所述的高模量高韧性环烯烃共聚物材料的制备方法，包括：
将各组分经高速混合机混合均匀，得到混合物料；将混匀后的物料加入双螺杆挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，得到高模量高韧性环烯烃共聚物材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：螺杆长径比L/D＝48:1，挤出温度在120～260℃，螺杆转速为500～600rpm。
10.一种如权利要求1所述的高模量高韧性环烯烃共聚物材料在玩具、家电中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024114448A1 (zh) * 2022-11-28 2024-06-06 金发科技股份有限公司 一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090318597A1 (en) * 2006-08-04 2009-12-24 Squire Kevin R Polymer compositions comprising cyclic olefin polymers, polyolefin modifiers, and fillers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090318597A1 (en) * 2006-08-04 2009-12-24 Squire Kevin R Polymer compositions comprising cyclic olefin polymers, polyolefin modifiers, and fillers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024114448A1 (zh) * 2022-11-28 2024-06-06 金发科技股份有限公司 一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用

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