一种原位增容高韧高强聚丙烯材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种原位增容高韧高强聚丙烯材料的制备方法。该方法先将聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、接枝极性单体和引发剂在混合机中混合均匀，然后将超细无机矿粉、表面处理剂、分散润滑剂和抗氧剂在混合机中混合均匀，再将所得的混合物分别加入到挤出机中，并在170-230℃工艺条件下反应混合后，挤出造粒，在挤出过程中，开启真空泵进行初步脱挥；挤出造粒之后，将材料在转鼓增粘机中进行后期脱挥处理。本发明专利技术在聚丙烯接枝反应挤出过程中，加入改性填料和助剂，属于原位增容高韧高强工艺，简化了传统改性工艺先制备聚丙烯接枝物，然后进行二次改性加工的方法，节省了成本，且保证了填料的均匀分散和与基础树脂的相容性。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及聚丙烯改性材料制备工艺，特别涉及。
技术介绍
随着合成工艺技术的不断发展，聚丙烯(PP)树脂以其优异的性能越来越广泛地应用于各个领域，需求迅速增加，市场前景看好。相对于其它工程塑料，由于聚丙烯强度和低温韧性较差，在有些领域，不能直接应用，一般是针对具体要求，进行相应改性，如增强改性、增韧改性、阻燃改性等。但聚丙烯本身属于非极性树脂，与改性填料的界面结合力较差，需要添加相容剂才能提高其与填料的相容性，避免出现填料分散不均匀，分层等现象。因此聚丙烯的极性化一直是高分子界研究的内容。目前，材料改性界的做法是在改性过程中，加入接枝物，例如聚丙烯接枝马来酸酐，聚丙烯接枝丙烯酸等作为相容剂提高聚丙烯和填料的结合力。但这种方法一方面受限于无气味接枝物的制备，另一方面增加了后期改性工序，成本较高，且因为接枝物所使用的载体树脂与改性过程中的基础树脂牌号不同，影响材料设计和材料性能。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的问题和缺陷，本专利技术的目的是提供，本方法使极性化过程(接枝反应)和物理改性在同一挤出机中进行，精简改性工序，同时在挤出过程中及冷却造粒后进行脱挥处理，最大程度地降低材料的气味。本专利技术采取的技术方·案是:，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一:将聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物，、接枝极性单体和引发剂在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 聚丙烯100 乙烯_羊烯共聚物 5-10 接枝极性单体 1-5 引发剂0.2-1.0。步骤二:将超细无机矿粉、表面处理剂、分散润滑剂和抗氧剂在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 无机矿粉10-30 分散润滑剂0.1-0.5 抗氧剂0.1-0.4 表面处理剂0.1-0.5。步骤三:将经步骤一所得的混合物从挤出机前端喂料口，经步骤二所得的混合物从挤出机侧喂料口分别加入到挤出机中，并在挤出温度为170-230 V工艺条件下反应混合后，挤出造粒，即得到原位增容高韧高强聚丙烯材料。本专利技术的在挤出过程中，开启真空泵，使挤出机内的真空度达到-0.08Mpa，将材料在此条件下进行初步脱挥；同时挤出造粒之后，在压力为130Pa，脱挥温度为80°C的工艺条件下，将材料在转鼓增粘机中进行后期脱挥处理。本专利技术的优点是:本专利技术在聚丙烯接枝反应挤出过程中，加入改性填料和助剂，属于原位增容高韧高强工艺，简化了传统改性工艺先制备聚丙烯接枝物，然后进行二次改性加工的方法，节省了成本，且保证了填料的均匀分散和与基础树脂的相容性。本分明在聚丙烯接枝反应过程后期，采用抽真空脱辉工艺，在造完粒后，采用后续脱辉的工艺，既保证了材料充分的接枝率，又解决了生产使用过程中产生强烈刺激气味的问题。【具体实施方式】以下结合实施例对本专利技术作进一步说明: 本专利技术的挤出机采用大长径比挤出机，其长径比不小于40 (如CTE-64挤出机，长径比44)，机筒后端加开两个抽气孔，每个抽气孔与真空泵相连。在挤出过程中，开启真空泵，使挤出机内的真空度达到-0.08Mpa，将材料在此条件下进行初步脱挥，将多余的引发剂和接枝极性单体排出；同时挤出造粒之后，在压力为130Pa，脱挥温度为80°C的工艺条件下，将材料在转鼓增粘机中进行后期脱挥处理，进一步排出多余的小分子单体，保证材料的低气味。 本专利技术所用的接枝极性单体为降冰片烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种混合。本专利技术所用的引发剂为过氧化物型引发剂，选择2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷、双二四-[双(2，4-二氯苯甲酰)过氧化物、过氧化二(4-甲基苯甲酰)、过氧化二异丙苯、二(叔丁基过氧化异丙基)苯、1，1-二叔丁基甲基_3，5，5-三甲基环己烷中的一种或几种混合。本专利技术所用的无机矿粉为纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米氢氧化镁、纳米氢氧化、纳米蒙脱土、纳米娃灰石、纳米高岭土中的一种或几种混合。本专利技术所用的表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、Y -氨丙基三乙氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯中的一种或几种混合。本专利技术所用的分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、PE蜡、褐煤酸、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或几种混合。本专利技术所用的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的重量比为1:0.3~1:0.7。实施例一:该方法包括以下步骤: 步骤一:将聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐和无味过氧化二异丙苯在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 聚丙烯100乙烯-辛烯共聚物 5 马来酸酐I 无味过氧化二异丙苯0.2。步骤二:将纳米滑石粉、乙撑双硬脂酰胺、复合抗氧剂和Y-氨丙基三乙氧基硅烷在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 纳米滑石粉(1200目)10 乙撑双硬脂酰胺0.2 复合抗氧剂0.2 Y-氣丙基二乙氧基硅烷0.1。其中复合抗氧剂由亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂1010组成，其重量比为 I:0.3。步骤三:将经步骤一所得的混合物从挤出机前端喂料口，经步骤二所得的混合物从挤出机侧喂料口分别加入到挤出机中，并在挤出温度为200°C工艺条件下反应混合，同时开启真空泵，使挤出机内的真空度达到-0.08Mpa,将材料在此条件下进行初步脱挥。挤出造粒之后，在压力为130Pa，脱挥温度为80°C的工艺条件下，将材料在转鼓增粘机中进行后期脱挥处理2小时，即得到原位增容高韧高强聚丙烯材料。实施例二: 步骤一:将聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐、无味过氧化二异丙苯在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 聚丙烯100 乙烯-辛烯共聚物7 马来酸酐3 无味过氧化二异丙苯 0.5。步骤二:将纳米滑石粉、乙撑双硬脂酰胺、复合抗氧剂和钛酸酯在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 纳米滑石粉(1200目)15 乙撑双硬脂酰胺0.35 复合抗氧剂0.3 钛酸酯0.2。其中复合抗氧剂由亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂1010组成，其重量比为 I:0.5。步骤三:将经步骤一所得的混合物从挤出机前端喂料口，经步骤二所得的混合物从挤出机侧喂料口分别加入到挤出机中，并在挤出温度为220°C工艺条件下反应混合，同时开启真空泵，使挤出机内的真空度达到-0.08Mpa,将材料在此条件下进行初步脱挥。挤出造粒之后，在压力为130Pa，脱挥温度为80°C的工艺条件下，将材料在转鼓增粘机中进行后期脱挥处理3小时，即得到原位增容高韧高强聚丙烯材料。实施例三: 步骤一:将聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐、无味过氧化二异丙苯在混合机中混合均匀，各组分重量份数为:聚丙烯100 乙烯-辛烯共聚物9 马来酸酐5 无味过氧化二异丙苯 0.8。步骤二:将纳米滑石粉、乙撑双硬脂酰胺、复合抗氧剂和钛酸酯在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 纳米滑石粉(1200目)25 乙撑双硬脂酰胺0.4 复合抗氧剂0.3 钛酸酯0.4。其中复合抗氧剂由亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂1010组成，其重量比为 I:0.5。步骤三:将经步骤一所得的混合物从挤出机前端喂料口，经步骤二所得的混合物从挤出机侧喂料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位增容高韧高强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：将聚丙烯、乙烯?辛烯共聚物、接枝极性单体和引发剂在混合机中混合均匀，各组分重量份数为：聚丙烯????????????100乙烯?辛烯共聚物???5?10接枝极性单体??????1?5引发剂????????????0.2?1.0；步骤二：将超细无机矿粉、表面处理剂、分散润滑剂和抗氧剂在混合机中混合均匀，各组分重量份数为：无机矿粉??????????10?30分散润滑剂????????0.1?0.5抗氧剂????????????0.1?0.4表面处理剂????????0.1?0.5；步骤三：将经步骤一所得的混合物从挤出机前端喂料口，经步骤二所得的混合物从挤出机侧喂料口分别加入到挤出机中，并在挤出温度为170?230℃工艺条件下反应混合后，挤出造粒，即得到原位增容高韧高强聚丙烯材料。

【技术特征摘要】
1.一种原位增容高韧高强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一:将聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、接枝极性单体和引发剂在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 聚丙烯100 乙烯_羊烯共聚物 5-10 接枝极性单体 1-5 引发剂0.2-1.0; 步骤二:将超细无机矿粉、表面处理剂、分散润滑剂和抗氧剂在混合机中混合均匀，各组分重量份数为: 无机矿粉10-30 分散润滑剂0.1-0.5 抗氧剂0.1-0.4 表面处理剂0.1-0.5 ； 步骤三:将经步骤一所得的混合物从挤出机前端喂料口，经步骤二所得的混合物从挤出机侧喂料口分别加入到挤出机中，并在挤出温度为170-230°C工艺条件下反应混合后，挤出造粒，即得到原位增容高韧高强聚丙烯材料。2.如权利要求1所述的一种原位增容高韧高强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，在挤出过程中，开启真空泵，使挤出机内的真空度达到-0.08Mpa，将材料在此条件下进行初步脱挥；同时挤出造粒之后，在压力为130Pa，脱挥温度为80°C的工艺条件下，将材料在转鼓增粘机中进行后期脱挥处理。3.所述的接枝极性单体为降冰片烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种混合。4.如权利要求1所述的一种原位增容高韧高强...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云岩，许华，郭洪涛，刘学武，尹聪，
申请(专利权)人：天津市华鑫达投资有限公司，
类型：发明
国别省市：