【技術實現步驟摘要】
本申請涉及聚丙烯復合材料領域，具體涉及一種高透明聚丙烯復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、聚丙烯是通過丙烯聚合制備的一種半結晶型塑料，具有密度低、價格便宜的特點，被廣泛應用。現有的透明聚丙烯塑料，加入山梨糖醇類成核劑，促進晶核形成，從而提高聚丙烯的透明性。
2、不過，現有技術中山梨糖醇的添加量一般為0.05-0.3wt％。當添加量超過0.1％，尤其是超過0.2％后時，對結晶度的提升幅度非常有限。添加量過高時，在增加成本的同時，還可能對聚丙烯的結晶過程產生不利影響，導致結晶度過高或晶體尺寸過大，反而降低透光度。過多的山梨糖醇可能會降低聚丙烯的耐沖擊性能，使其變得脆而易碎。這樣，就限制了聚丙烯透明性的進一步提高。
技術實現思路
1、為了解決聚丙烯透明性難以進一步提高的問題，本申請提供一種高透明聚丙烯復合材料，本申請通過羥基羧酸化合物與山梨糖醇結合形成三維納米網絡，既促進了多晶核的形成，同時改善晶體結構，共同促進減少光散射，從而提高透明性，獲得高透明聚丙烯復合材料。
2、第一方面，本申請提供一種高透明聚丙烯復合材料，采用如下的技術方案：
3、一種高透明聚丙烯復合材料，包括以下重量份的組分：聚丙烯100份，山梨糖醇0.1-0.3份，羥基羧酸化合物0.01-0.04份。
4、通過采用上述技術方案，山梨糖醇是一種成核劑，在聚丙烯的加工過程中，它可以作為晶核的起始點，促進聚丙烯分子的有序排列，從而加速晶核的形成。羥基羧酸化合物在pp熔融加工
5、通過羥基羧酸化合物與山梨糖醇的相互作用形成的三維納米網絡結構，不僅為晶核的形成提供了更多位點，還可能在微觀尺度上影響聚丙烯分子的排列和取向，使得晶體結構更加規整，減少光散射，從而提高透明性。
6、本申請通過羥基羧酸化合物與山梨糖醇結合形成三維納米網絡，既促進了多晶核的形成，同時改善晶體結構，共同促進減少光散射，從而提高透明性，獲得高透明聚丙烯復合材料。
7、優選的，所述羥基羧酸化合物包括絲氨酸、蘇氨酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸中的至少一種。
8、通過采用上述技術方案，絲氨酸、蘇氨酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸等羥基羧酸化合物均含有羥基(-oh)官能團。山梨糖醇作為一種多元醇，也含有多個羥基。在聚丙烯熔融加工過程中，這些羥基之間可能通過氫鍵相互作用，初步形成低維度的鏈狀或環狀結構。隨著熔融加工過程的進行，羥基間的相互作用逐漸增強，鏈狀或環狀結構進一步擴展、交聯，最終形成三維的納米網絡結構。這種三維網絡結構可以看作是晶核的“腳手架”，為聚丙烯分子鏈的定向排列和結晶提供了更多的支撐點和路徑。三維納米網絡結構的形成不僅為晶核的形成提供了更多的位點，而且這些納米網絡結構，減小聚丙烯靠分子鏈自身移動碰撞團聚而成核結晶所需要的界面自由能，促進聚丙烯鏈段以該晶核為中心同時結晶，有效降低晶粒尺寸，并加快結晶速率，球晶尺寸均一化，從而提高聚丙烯透光度。
9、這四種物質的羧酸基團雖然不與山梨糖醇直接反應形成化學鍵，但它們能夠通過靜電作用、氫鍵等方式與山梨糖醇的羥基發生相互作用。這種相互作用能夠增強羥基間的連接，促進鏈狀或環狀結構的形成。羧酸基團的存在使得羥基羧酸化合物與山梨糖醇之間的相互作用更加復雜和穩定。這種穩定性不僅體現在三維網絡結構的形成上，還體現在結構的持久性和耐溫性上。在pp熔融加工的高溫環境中，這些相互作用能夠有效地維持網絡結構的完整性，確保晶核的有效形成。
10、優選的，所述羥基羧酸化合物為絲氨酸和蘇氨酸。
11、通過采用上述技術方案，絲氨酸和蘇氨酸都含有羥基和氨基，這些官能團與山梨糖醇的羥基易于形成氫鍵相互作用，進而促進三維納米網絡結構的形成。絲氨酸和蘇氨酸的側鏈相對較短，結構較為簡單，可能更有利于與山梨糖醇的緊密排列和相互作用。絲氨酸和蘇氨酸相比于葡萄糖酸和葡萄糖醛酸在分解溫度方面可能具有優勢，因為它們的分解溫度較高，可以在聚丙烯加工的高溫環境中保持穩定，并持續促進晶核的形成和晶體結構的規整化。比較而言，絲氨酸和蘇氨酸相對于葡萄糖酸和葡萄糖醛酸更為優選。
12、優選的，所述山梨糖醇與羥基羧酸化合物的質量比為1:0.1-0.15。
13、通過采用上述技術方案，當羥基羧酸化合物含量過低時，缺少足夠的基團與山梨糖醇形成三維網狀結構，從而聚丙烯的透明性提高程度有限；當羥基羧酸化合物含量過高時，三維網狀結構已經充分形成，難以繼續提高聚丙烯的透明性；為此申請人經過大量研究和實驗驗證后最終確定，本申請的山梨糖醇與羥基羧酸化合物以上述為宜。
14、優選的，所述聚丙烯為包括無規共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和均聚聚丙烯。
15、通過采用上述技術方案，無規共聚聚丙烯，由于乙烯單體無規則地插入到聚丙烯鏈中，降低了聚合物的結晶度和熔點，從而改善了材料的光學性能，如透光度和霧度。嵌段共聚聚丙烯雖然乙烯含量較少，但嵌段結構可能有助于減少光散射，提高透光度。均聚聚丙烯雖然其結晶度高可能導致透光度降低，但通過與其他類型的聚丙烯混合或添加特定的添加劑，可以改善其透光度。
16、由于山梨糖醇和羥基羧酸化合物配合形成三維網絡，能夠大幅度增加聚丙烯的透明性，因此上述三種類型的聚丙烯都能夠用于本申請。比較性能發現，仍然是無規共聚聚丙烯為最優選。
17、優選的，高透明聚丙烯復合材料還包括0.01份的hl560親水改性添加劑。
18、通過采用上述技術方案，hl560親水改性添加劑是汽巴精化(中國)有限公司生產的聚烯烴用長效表面親水改性添加劑，hl560的一端為極性羥基，可以作為氫鍵的來源，為其他添加劑提供化學錨定位點，另一端的碳原子烷烴鏈段與聚丙烯基體有極好的相容性，因此更有利于其他添加劑的分散，有利于形成更均勻的網絡。
19、當hl560親水改性添加劑與山梨糖醇和羥基羧酸化合物一起加入到聚丙烯中，能夠有利于山梨糖醇和羥基羧酸化合物在聚丙烯中均勻分布，從而更好地形成三維納米網絡。
20、第二方面，本申請提供一種高透明聚丙烯復合材料的制備方法，采用如下的技術方案：
21、一種高透明聚丙烯復合材料的制備方法，用于制備上述高透明聚丙烯復合材料，包括以下步驟：
22、干燥預混：將配方量的聚丙烯、山梨糖醇、羥基羧酸化合物和hl560親水改性添加劑干燥后混合均勻，得到預混料；
23、出料：將所述預混料進行擠出造粒，獲得所述高透明聚丙烯復合材料。
24、通過采用上述技術方案，預混步驟使各種原材料混合均勻，為后續的復合材料制備打下了堅實的基礎。通過擠出造粒一步成型，簡化了制備流程，提高了生產效率。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高透明聚丙烯復合材料，其特征在于，包括以下重量份的組分：聚丙烯100份，山梨糖醇0.1-0.3份，羥基羧酸化合物0.01-0.04份。
2.根據權利要求1所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：所述羥基羧酸化合物包括絲氨酸、蘇氨酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸中的至少一種。
3.根據權利要求2所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：所述羥基羧酸化合物為絲氨酸和蘇氨酸。
4.根據權利要求2所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：所述山梨糖醇與羥基羧酸化合物的質量比為1:0.1-0.15。
5.根據權利要求1所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：所述聚丙烯為包括無規共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和均聚聚丙烯。
6.根據權利要求1所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：還包括0.01份的HL560親水改性添加劑。
7.權利要求1-6任一項中的高透明聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的高透明聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于：所述擠出溫度為170-200℃。>
9.一種如權利要求1-6任一項的高透明聚丙烯復合材料的應用，其特征在于：包括塑料杯領域、醫用注射器領域、輸液器領域中的至少一種。
...【技術特征摘要】
1.一種高透明聚丙烯復合材料，其特征在于，包括以下重量份的組分：聚丙烯100份，山梨糖醇0.1-0.3份，羥基羧酸化合物0.01-0.04份。
2.根據權利要求1所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：所述羥基羧酸化合物包括絲氨酸、蘇氨酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸中的至少一種。
3.根據權利要求2所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：所述羥基羧酸化合物為絲氨酸和蘇氨酸。
4.根據權利要求2所述的高透明聚丙烯復合材料，其特征在于：所述山梨糖醇與羥基羧酸化合物的質量比為1:0.1-0.15。
5.根據權利要求1所述的高...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李立新，曾青華，金亞雪，王宗寶，張利，
申請(專利權)人：寧波利時日用品有限公司，
類型：發明
國別省市：
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