CN110655614A - 一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110655614A CN110655614A CN201911064570.6A CN201911064570A CN110655614A CN 110655614 A CN110655614 A CN 110655614A CN 201911064570 A CN201911064570 A CN 201911064570A CN 110655614 A CN110655614 A CN 110655614A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene
- parts
- compatibilizer
- temperature
- zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 210
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 176
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 175
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 67
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 11
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 11
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 11
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 claims description 4
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 239000008204 material by function Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 6
- LNKJESSHRFPVPE-UHFFFAOYSA-N 5-(diethylamino)pentyl 3,4,5-trimethoxybenzoate;hydrochloride Chemical compound Cl.CCN(CC)CCCCCOC(=O)C1=CC(OC)=C(OC)C(OC)=C1 LNKJESSHRFPVPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001911 maleic anhydride grafted polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- HGTUJZTUQFXBIH-UHFFFAOYSA-N (2,3-dimethyl-3-phenylbutan-2-yl)benzene Chemical group C=1C=CC=CC=1C(C)(C)C(C)(C)C1=CC=CC=C1 HGTUJZTUQFXBIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YXHRTMJUSBVGMX-UHFFFAOYSA-N 4-n-butyl-2-n,4-n-bis(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-2-n-[6-[(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)amino]hexyl]-1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical compound N=1C=NC(N(CCCCCCNC2CC(C)(C)NC(C)(C)C2)C2CC(C)(C)NC(C)(C)C2)=NC=1N(CCCC)C1CC(C)(C)NC(C)(C)C1 YXHRTMJUSBVGMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWXXKGVQBCBSFJ-UHFFFAOYSA-N 6-n-[3-[[4,6-bis[butyl-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]-[2-[[4,6-bis[butyl-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]-[3-[[4,6-bis[butyl-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]ami Chemical compound N=1C(NCCCN(CCN(CCCNC=2N=C(N=C(N=2)N(CCCC)C2CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C2)N(CCCC)C2CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C2)C=2N=C(N=C(N=2)N(CCCC)C2CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C2)N(CCCC)C2CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C2)C=2N=C(N=C(N=2)N(CCCC)C2CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C2)N(CCCC)C2CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C2)=NC(N(CCCC)C2CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C2)=NC=1N(CCCC)C1CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C1 OWXXKGVQBCBSFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000003484 crystal nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
- C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用,属于功能材料技术领域。本发明提供的聚丙烯增容剂,由包括以下质量份数的组分制备得到:聚丙烯65~70份;成核剂35~40份;马来酸酐10~15份;引发剂5~6份。本发明提供的聚丙烯增容剂以聚丙烯为主体,配合使用马来酸酐,在成核剂和引发剂的共同作用下,制备的聚丙烯增容剂中马来酸酐的接枝率高,用来制备聚丙烯改性塑料,能够改善阻燃剂、抗氧剂、稳定剂与聚丙烯的亲和性和分散性,从而显著提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及功能材料技术领域,具体涉及一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯塑料是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,其结构规整且高度结晶化,耐热、耐腐蚀,抗张强度、刚性和透明性都比聚乙烯好,然而现有的聚丙烯塑料耐低温冲击性差、较易老化且阻燃性能差。
通过对聚丙烯改性能够改善聚丙烯塑料的性能,常见的聚丙烯改性方法有共混改性、填充改性、纤维增强复合材料、化学改性和表面改性,其中共混改性是一种最简单,也是最常用的聚丙烯改性方法。共混改性过程中各组分相容是最基本的要求,也是决定其最终性能的重要因素之一,然而由于大多数共混物的不同组分在热力学上并非相容体系,因此在熔融加工过程中出现宏观的相分离,导致共混物的多种性能包括力学性能、热稳定性等达不到理想状态。因此,改善共混物各组分之间的相容性是制备高性能聚合物共混材料需要解决的重要问题。
现有技术中对聚丙烯进行共混改性常用的增容剂为马来酸酐接枝聚丙烯类增容剂,然而现有的马来酸酐接枝聚丙烯类增容剂中马来酸酐的接枝率仅为0.8~1.2%,接枝率低,应用于聚丙烯共混改性过程中易导致改性聚丙烯的性能不够理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用。本发明提供的聚丙烯增容剂的马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率高,作为聚丙烯改性塑料的增容剂,能够显著提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃性能。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种聚丙烯增容剂,由包括以下质量份数的组分制备得到:
聚丙烯65~70份;
成核剂35~40份;
马来酸酐10~15份;
引发剂5~6份。
优选的,所述聚丙烯包括PP BJ100N、PP MT20、PP Z30S和PP K7227中的一种或几种;
所述成核剂包括聚丙烯β-晶型成核剂、WBG和8202CQ中的一种或几种;
所述引发剂包括氧化二异丙苯和/或双叔丁基过氧化二异丙基苯。
本发明提供了上述技术方案所述聚丙烯增容剂的制备方法,包括以下步骤:
将聚丙烯、成核剂、马来酸酐和引发剂混合后挤出造粒,得到聚丙烯增容剂。
优选的,所述挤出造粒的温度为160~180℃。
本发明提供了一种聚丙烯改性塑料,由包括以下质量份数的组分制备得到:
复合聚丙烯75~90份;
聚丙烯增容剂5~7份;
阻燃剂20~25份;
抗氧剂0.1~0.2份;
稳定剂0.05~0.1份;
所述聚丙烯增容剂为上述技术方案所述的聚丙烯增容剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚丙烯增容剂。
优选的,所述复合聚丙烯包括PP BJ100N、PP K8003和PP BX3905;
所述PP BJ100N、PP K8003和PP BX3905的质量比为(5~6):(5~8):(3~4)。
优选的,所述阻燃剂包括磷氮系阻燃剂;
所述抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂;
所述稳定剂包括受阻胺类光稳定剂。
本发明提供了上述技术方案所述聚丙烯改性塑料的制备方法,包括以下步骤:
将复合聚丙烯、聚丙烯增容剂、抗氧剂和稳定剂混合,得到混合物料;
将所述混合物料和阻燃剂进行挤出造粒,得到聚丙烯改性塑料;
所述阻燃剂采用侧喂方式加入。
优选的,所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行,所述双螺杆挤出机中各区的温度分别为:一区155~175℃、二区165~185℃、三区165~185℃、四区170~190℃、五区170~190℃、六区170~190℃、七区170~190℃、八区170~190℃、九区165~185℃和十区165~185℃。
本发明还提供了上述技术方案所述聚丙烯改性塑料或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚丙烯改性塑料在轨道交通中的应用。
本发明提供了一种聚丙烯增容剂,由包括以下质量份数的组分制备得到:聚丙烯65~70份;成核剂35~40份;马来酸酐10~15份;引发剂5~6份。本发明提供的聚丙烯增容剂以聚丙烯为主体,配合使用马来酸酐,在成核剂和引发剂的共同作用下,聚丙烯非极性的分子主链上引入了强极性的侧基马来酸酐,制备的聚丙烯增容剂中马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率高于2.3%,作为制备聚丙烯改性塑料的增容剂,能够极大地改善阻燃剂、抗氧剂、稳定剂与聚丙烯亲和性,同时能够有效地增强阻燃剂、抗氧剂、稳定剂在聚丙烯中的分散性,从而显著提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃性能。
本发明提供的聚丙烯增容剂的制备方法操作简单,适宜工业化生产。
本发明提供的聚丙烯改性塑料具有优异的力学性能和阻燃性能,如本实施例测试结果所示,本发明提供的聚丙烯改性塑料的拉伸强度为16.9~17.4MPa,断裂伸长率为359~395%,拉伸模量为565~605MPa,弯曲强度为20.6~21.5MPa,弯曲模量为987~1147MPa,熔体指数大于8.1g/10min,冲击强度大于50kJ/m2,机械及加工性能和耐应力开裂性能优异;氧指数大于45%,燃烧的发热量、有毒气体及烟的释放量低,燃烧等级为V0级,火焰蔓延为6~12,火焰传播速度为Class1,烟气毒性为1.5~1.7R,烟密度为7.02~7.12,燃烧试验完全符合BS 6853-1999(包含修正1):2002测试标准要求,在轨道交通中具有很好的应用效果。
本发明提供的聚丙烯改性塑料的制备方法中阻燃剂采用侧喂方式加入,同时能充分保证阻燃剂在双螺杆挤出机中的停留时间,与混合物料实现充分的分布混合和分散混合,避免阻燃剂被碳化且能够提高树脂与阻燃剂的耦合率,进而提高聚丙烯增容剂的阻燃效果,同时控制挤出造粒的温度和工艺参数,能够有效提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃效果,且操作简单,适宜工业化生产。
附图说明
图1为制备聚丙烯改性塑料的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种聚丙烯增容剂,由包括以下质量份数的组分制备得到:
聚丙烯65~70份;
成核剂35~40份;
马来酸酐10~15份;
引发剂5~6份。
在本发明中,若无特殊说明,所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中,按重量份数计,制备所述聚丙烯增容剂的原料包括聚丙烯65~70份,优选为66~70份,更优选为67份、68份、69份或70份。在本发明中,所述聚丙烯优选包括PPBJ100N(北欧化工有限公司)、PP MT20(中国石化中原石油化工有限责任公司)、PP Z30S(中国石化集团茂名石化分公司)和PPK7227(中韩(武汉)石油化工有限公司)中的一种或几种,更优选为PPBJ100N、PPMT20、PPZ30S或PPK7227,最优选为PPBJ100N。
在本发明中,以所述聚丙烯的重量份数为基准,制备所述聚丙烯增容剂的原料包括成核剂35~40份,优选为36~40份,更优选为36份、37份、38份、39份或40份。在本发明中,所述成核剂优选包括聚丙烯β-晶型成核剂(TMB-5,山西省化工研究所)、WBG(广东炜林纳功能材料有限公司)和8202CQ(巴斯夫股份公司)中的一种或几种,更优选为TMB-5、WBG或8202CQ,最优选为TMB-5。
在本发明中,以所述聚丙烯的重量份数为基准,制备所述聚丙烯增容剂的原料包括马来酸酐10~15份,优选为11~15份,更优选为11份、12份、13份、14份或15份。
在本发明中,以所述聚丙烯的重量份数为基准,制备所述聚丙烯增容剂的原料包括引发剂5~6份,优选为5.5~6份。在本发明中,所述引发剂优选包括过氧化二异丙苯(DCP)和/或双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIPB,湖南以翔科技有限公司),更优选为DCP或BIPB,最优选为DCP。
本发明提供的聚丙烯增容剂以聚丙烯为主体,配合使用马来酸酐,在成核剂和引发剂的共同作用下,聚丙烯的非极性的分子主链上引入了强极性的侧基马来酸酐,制备的聚丙烯增容剂中马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率高于2.3%,力学性能好,作为制备聚丙烯改性塑料的增容剂,能够极大地改善阻燃剂、抗氧剂、稳定剂与聚丙烯亲和性,同时能够有效地增强阻燃剂、抗氧剂、稳定剂在聚丙烯中的分散性,从而显著提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃性能。
本发明提供了上述技术方案所述聚丙烯增容剂的制备方法,包括以下步骤:
将PPBJ100N、成核剂、马来酸酐和引发剂混合后挤出造粒,得到聚丙烯增容剂。
本发明对于所述混合的速度和时间没有特殊限定,采用本领域熟知的混合速度和时间即可。
在本发明中,所述挤出造粒优选在双螺旋挤出机中进行,所述双螺旋挤出机的型号优选为SHJ–35型(南京浩特机械设备有限公司)。在本发明中,所述挤出造粒的温度为160~180℃,即,所述双螺旋挤出机的一区至十区的温度独立地优选为160~180℃,更优选为165~175℃,最优选为170℃。在本发明中,所述双螺旋挤出机的工作参数为:主机转速优选为400~550rpm,更优选为420~480rpm,最优选为440~460rpm;主机电流优选为400~480A,更优选为420~460A,最优选为440A;膜孔数优选为32~40,更优选为34~38,最优选为35~36;膜孔孔径优选为4mm;滤网的层数优选为一层,滤网的孔径优选为60目;真空度优选≥0.04MPa,即真空压力优选≤0.04MPa。
在本发明中,所述挤出造粒过程,在双螺杆挤出机螺杆混炼段复合聚丙烯和聚丙烯增容剂发生接枝反应。
本发明提供了一种聚丙烯改性塑料,由包括以下质量份数的组分制备得到:
复合聚丙烯75~90份;
聚丙烯增容剂5~7份;
阻燃剂20~25份;
抗氧剂0.1~0.2份;
稳定剂0.05~0.1份;
所述聚丙烯增容剂为上述技术方案所述的聚丙烯增容剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚丙烯增容剂。
在本发明中,按重量份数计,制备所述聚丙烯改性塑料的原料包括复合聚丙烯75~90份,优选为76~90份,更优选为77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份或89份。在本发明中,所述聚丙烯优选包括PP BJ100N(北欧化工有限公司)、PP K8003(中国石油化工集团公司)和PP BX3905(韩国LG集团)的混合物;所述PP BJ100N、PPK8003和PP BX3905的质量比优选为(5~6):(5~8):(3~4),更优选为(5.5~6):(5.5~8):(3~4),最优选为(5.5~6):(6~8):(3~4)。在本发明中,所述PP BJ100N、PP K8003和PP BX3905配合使用,能够提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃性能。
在本发明中,以所述复合聚丙烯的重量份数计,制备所述聚丙烯改性塑料的原料包括聚丙烯增容剂5~7份,优选为5.5~7份,更优选为5.5份、6份、6.5份或7份。在本发明中,所述聚丙烯增容剂的接枝率高,作为制备聚丙烯改性塑料的增容剂,能够极大地改善阻燃剂、抗氧剂、稳定剂与聚丙烯亲和性,同时能够有效地增强阻燃剂、抗氧剂、稳定剂在聚丙烯中的分散性,从而显著提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃性能。
在本发明中,以所述复合聚丙烯的重量份数计,制备所述聚丙烯改性塑料的原料包括阻燃剂20~25份,优选为21~25份,更优选为21份、21.5份、22份、22.5份、23份、23.5份、24份、24.5份或25份;在本发明中,所述阻燃剂优选包括磷氮系阻燃剂,更优选为HS-FP20(广州市合诚化学有限公司)。本发明采用的阻燃剂阻燃效果好,与其他原料配合使用,能够提高聚丙烯改性塑料的耐阻燃性能和力学性能,且不含有卤素,不会对设备造成腐蚀。
在本发明中,以所述复合聚丙烯的重量份数计,制备所述聚丙烯改性塑料的原料包括稳定剂0.05~0.1份,优选为0.06~0.1份,更优选为0.06份、0.07份、0.08份、0.09份或0.1份。在本发明中,所述稳定剂优选包括受阻胺类光稳定剂,更优选为770DF(巴斯夫中国有限公司)、HALS、HL-744(日本三菱公司)、Chimassorb119、Chimassorb2020(汽巴-嘉基公司)、GW-628(山西省化工研究所)、770、774、GW-540、PDS,最优选为770DF。本发明采用的受阻胺类光稳定剂毒性低、耐热加工性良好,光稳定效率高、与其他原料并用,能够提高聚丙烯改性塑料的耐燃烧性能和力学性能。
在本发明中,以所述复合聚丙烯的重量份数计,制备所述聚丙烯改性塑料的原料包括抗氧剂0.1~0.2份,优选为0.12~0.2份,更优选为0.10份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份、0.16份、0.17份、0.18份、0.19份或0.2份;在本发明中,所述抗氧剂优选包括亚磷酸酯类抗氧剂,更优选为S-9228A(巴斯夫中国有限公司)。本发明采用的抗氧剂具体突出的耐高温性和耐变色性,与抗氧剂和稳定剂并用能够产生极好的协同效应,能提高聚丙烯改性塑料的耐候性能、耐变色性、耐应力开裂性能和力学性能。
本发明提供了上述技术方案所述聚丙烯改性塑料的制备方法,包括以下步骤:
将聚丙烯、聚丙烯增容剂、抗氧剂和稳定剂混合,得到混合物料;
将所述混合物料和阻燃剂进行挤出造粒,得到聚丙烯改性塑料;
所述阻燃剂采用侧喂方式加入。
制备聚丙烯改性塑料的工艺流程图如图1所示。
本发明将聚丙烯、聚丙烯增容剂、抗氧剂和稳定剂混合,得到混合物料。
本发明中,所述混合的方式优选为先将聚丙烯和聚丙烯增容剂进行第一混合,加入抗氧剂和稳定剂进行第二混合。在本发明中,所述第一混合的转速优选为1500~2000rpm,更优选为1500rpm。本发明对于所述第一混合的时间没有特殊限定,混合均匀即可。在本发明中,所述第二混合的转速优选为200~300rpm,更优选为200rpm;所述第二混合的时间优选为3~5min,更优选为3min。发明对于所述第一混合和第二混合的设备没有特殊限定,采用本领域熟知的混合设备即可,具体如高混机;本发明对于所述第一混合和第二混合的温度没有特殊限定,采用本领域熟知的混合温度即可,具体如常温。本发明采用的混料方式能够保证各原料混合的均匀性,且原料在混合过程中,温度可控,从而保证聚丙烯改性塑料具有优异的稳定性、力学性能和阻燃效果。
得到混合物料后,本发明将所述混合物料和阻燃剂进行挤出造粒,得到聚丙烯改性塑料;所述阻燃剂采用侧喂方式加入。
在本发明中,所述挤出造粒优选在双螺旋挤出机中进行,所述双螺旋挤出机的型号优选为SHJ–35型(南京浩特机械设备有限公司)。
在本发明中,所述混合物料优选置于所述双螺杆挤出机的喂料槽中,经双螺杆挤出机造粒。
在本发明中,所述双螺杆挤出机中各区的温度分别为:一区优选155~175℃,更优选为160~170℃,最优选为165℃;二区优选为165~185℃,更优选为170~180℃,最优选为175℃;三区优选为165~185℃,更优选为170~180℃,最优选为175℃;四区优选为170~190℃,更优选为175~185℃,最优选为180℃;五区优选为170~190℃,更优选为175~185℃,最优选为180℃;六区优选为170~190℃,更优选为175~185℃,最优选为180℃;七区优选为170~190℃,更优选为175~185℃,最优选为180℃;八区优选为170~190℃,更优选为175~185℃,最优选为180℃;九区优选为165~185℃,更优选为170~180℃,最优选为175℃;十区优选为165~185℃,更优选为170~180℃,最优选为175℃。
在本发明中,所述双螺旋挤出机的工作参数为:主机转速优选为400~550rpm,更优选为420~480rpm,最优选为440~460rpm;主机电流优选为400~480A,更优选为420~460A,最优选为440A;膜孔数优选为32~40,更优选为34~38,最优选为35~36;膜孔孔径优选为4mm;滤网的层数优选为一层,滤网的孔径优选为60目;真空度优选≥0.04MPa,即真空压力优选≤0.04MPa。
完成所述挤出造粒后,本发明优选还包括将所得颗粒进行冷却、切粒和成品检测。本发明对于所述冷却的方式和操作没有特殊限定,采用本领域熟知的冷却方式和操作即可。本发明对于所述切粒没有特殊限定,采用本领域熟知的切粒操作即可。在本发明中,所述聚丙烯改性塑料的颗粒尺寸优选为(3~5)mm×(3~5)mm,更优选为4mm×4mm。在本发明中,所述成品优选经检测合格后再进行使用。
本发明提供的聚丙烯改性塑料的制备方法中阻燃剂采用侧喂方式加入,能保证阻燃剂在双螺杆挤出机中的停留时间,且能与混合物料实现分散均匀,同时避免了阻燃剂被碳化,可以更好的保护阻燃剂的阻燃效果,同时能够提高树脂与阻燃剂的耦合率,从而提高了聚丙烯增容剂的阻燃效果,同时控制挤出造粒的温度和工艺参数,能够有效提高聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃效果,且操作简单,适宜工业化生产。
本发明还提供了上述技术方案所述聚丙烯改性塑料或上述技术方案所述制备方法制备的聚丙烯改性塑料在轨道交通中的应用。在本发明中,所述聚丙烯改性塑料优选应用于轨道交通工具中,具体如客运列车、火车或高铁中。在本发明中,所述聚丙烯改性塑料优选应用于上述交通工具的电池壳体。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
按重量份数计,将65份PP BJ100N、35份TMB-5成核剂、10份马来酸酐和5份DCP聚合引发剂混合后,通过双螺旋挤出机挤出造粒,冷却、切粒,得到聚丙烯增容剂(简写为CMG3001-T);
其中,双螺旋挤出机第一区~十区的温度均为170℃;所述双螺旋挤出机的工作参数为:主机转速为500rpm,主机电流为440A,膜孔数为35;膜孔孔径为4mm;滤网的层数为一层,滤网的孔径为60目;真空压力为0.04MPa。
采用红外分光光度计法测试所得聚丙烯增容剂中马来酸酐的接枝率。
实施例2~3
按照实施例1的方法制备聚丙烯增容剂,实施例1~3各原料的用量和马来酸酐的接枝率如表1所示:
表1实施例1~3各原料用量(质量份数)和马来酸酐的接枝率
原料 | PPBJ100N | TMB-5成核剂 | 马来酸酐 | DCP聚合引发剂 | 接枝率/% |
实施例1 | 65 | 35 | 10 | 5 | 2.3 |
实施例2 | 68 | 37 | 12 | 5.5 | 2.4 |
实施例3 | 70 | 40 | 15 | 6 | 2.5 |
由表1可知,本发明制备的聚丙烯增容剂的接枝率在2.3%以上,接枝率高。
测试例1
对实施例1制备的聚丙烯增容剂、KT-1(沈阳科通塑胶有限公司)增容剂和PP GM30(宁波能之光新材料科技股份有限公司)增容剂的力学性能进行测试,测试结果如表2所示。
表2增容剂性能测试结果
由表2可知,本发明制备的聚丙烯增容剂比市售的聚丙烯增容剂KT-1、PP GM30的力学性能优异,进而作为聚丙烯改性塑料的增容剂,进而其增容效果比市售的聚丙烯增容剂KT-1、PP GM30更佳。
实施例4
按重量份数计,将25份PP BJ100N、35份PP K8003、15份PP BX3905和5份实施例1制备的聚丙烯增容剂(CMG3001-T)在1500rpm条件下预混,加入0.1份S-9228A和0.1份770DF在200rpm条件下混合3min,得到混合物料;20份HS-FP20采用侧喂方式加入,与所述混合物料混合均匀,通过双螺旋挤出机挤出造粒,得到聚丙烯改性塑料;
其中,所述双螺杆挤出机中各区的温度分别为:一区165℃;二区175℃;三区175℃;四区180℃;五区180℃;六区180℃;七区180℃;八区180℃;九区175℃;十区175℃;
所述双螺旋挤出机的工作参数为:主机转速为500rpm,主机电流为440A,膜孔数为35;膜孔孔径为4mm;滤网的层数为一层,滤网的孔径为60目;真空压力为0.04MPa。
实施例5~8
按照实施例4的方法制备聚丙烯改性塑料,实施例5~8各原料的用量如表2所示。
对照例1
按照实施例4的方法制备聚丙烯改性塑料,与实施例4的区别在于,HS-FP20、S-9228A和770DF同时加入,对照例1各原料的用量如表2所示。
表2实施例4~8和对照例1各原料用量(质量份数)
原料 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 对照例1 |
PPBJ100N | 25 | 30 | 25 | 25 | 24.5 | 25 |
PPK8003 | 35 | 25 | 40 | 25 | 26.3 | 35 |
PPBX3905 | 15 | 15 | 10 | 20 | 20 | 15 |
CMG3001-T | 5 | 7 | 5 | 8 | 5 | 5 |
HS-FP20 | 20 | 22 | 25 | 25 | 24 | 20 |
S-9228A | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 |
770DF | 0.1 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
测试例
将实施例4~8和对照例1制备的聚丙烯改性塑料进行注塑成型,得到测试试件,其中,注塑成型采用的注塑机的型号优选为HTF160W1型(宁波海天集团股份有限公司),测试试件的尺寸为80mm×40mm×10mm。
对实施例4~8和对照例1制备的聚丙烯改性塑料进行力学性能和燃烧性能测试,测试结果如表3所示:
表3聚丙烯改性塑料的力学性能和阻燃性能测试结果
由表3可知,本发明提供的聚丙烯改性塑料的拉伸强度为16.9~17.4MPa,断裂伸长率为359~395%,拉伸模量为565~605MPa,弯曲强度为20.6~21.5MPa,弯曲模量为987~1147MPa,熔体指数大于8.1g/10min,冲击强度大于50kJ/m2,机械及加工性能和耐应力开裂性能优异;氧指数大于45%,燃烧的发热量、有毒气体及烟的释放量低,燃烧等级为V0级,火焰蔓延为6~12,火焰传播速度为Class1,烟气毒性为1.5~1.7R,烟密度为7.02~7.12,燃烧试验完全符合BS 6853-1999(包含修正1):2002测试标准要求,力学性能和阻燃性能都优于对照例1。表明,本发明提供的聚丙烯改性塑料力学性能和阻燃性能优异,在轨道交通中具有很好的应用效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种聚丙烯增容剂,其特征在于,由包括以下质量份数的组分制备得到:
聚丙烯65~70份;
成核剂35~40份;
马来酸酐10~15份;
引发剂5~6份。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯增容剂,其特征在于,所述聚丙烯包括PPBJ100N、PPMT20、PP Z30S和PP K7227中的一种或几种;
所述成核剂包括聚丙烯β-晶型成核剂、WBG和8202CQ中的一种或几种;
所述引发剂包括过氧化二异丙苯和/或双叔丁基过氧化二异丙基苯。
3.权利要求1或2所述聚丙烯增容剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将聚丙烯、成核剂、马来酸酐和引发剂混合后挤出造粒,得到聚丙烯增容剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述挤出造粒的温度为160~180℃。
5.一种聚丙烯改性塑料,其特征在于,由包括以下质量份数的组分制备得到:
复合聚丙烯75~90份;
聚丙烯增容剂5~7份;
阻燃剂20~25份;
抗氧剂0.1~0.2份;
稳定剂0.05~0.1份;
所述聚丙烯增容剂为权利要求1~2任一项所述的聚丙烯增容剂或权利要求3~4任一项制备方法制备得到的聚丙烯增容剂。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯改性塑料,其特征在于,所述复合聚丙烯包括PPBJ100N、PP K8003和PP BX3905;
所述PP BJ100N、PP K8003和PP BX3905的质量比为(5~6):(5~8):(3~4)。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯改性塑料,其特征在于,所述阻燃剂包括磷氮系阻燃剂;
所述抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂;
所述稳定剂包括受阻胺类光稳定剂。
8.权利要求5~7任一项所述聚丙烯改性塑料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将复合聚丙烯、聚丙烯增容剂、抗氧剂和稳定剂混合,得到混合物料;
将所述混合物料和阻燃剂进行挤出造粒,得到聚丙烯改性塑料;
所述阻燃剂采用侧喂方式加入。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行,所述双螺杆挤出机中各区的温度分别为:一区155~175℃、二区165~185℃、三区165~185℃、四区170~190℃、五区170~190℃、六区170~190℃、七区170~190℃、八区170~190℃、九区165~185℃和十区165~185℃。
10.权利要求5~7任一项所述聚丙烯改性塑料或权利要求8~9任一项所述制备方法制备得到的聚丙烯改性塑料在轨道交通工具中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911064570.6A CN110655614B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911064570.6A CN110655614B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110655614A true CN110655614A (zh) | 2020-01-07 |
CN110655614B CN110655614B (zh) | 2022-05-03 |
Family
ID=69042716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911064570.6A Expired - Fee Related CN110655614B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110655614B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111588121A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 界首市圣通无纺布有限公司 | 高截留、可杀灭性以及可循环使用的防护口罩 |
CN112442236A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-05 | 江苏金发科技新材料有限公司 | 一种耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009065774A1 (en) * | 2007-11-23 | 2009-05-28 | Basf Se | Grafting of ethylenically unsaturated monomers onto polymers in supercritical carbon dioxide |
CN102086280A (zh) * | 2009-12-04 | 2011-06-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯纳米复合材料的制备方法 |
CN104592452A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-05-06 | 洛阳理工学院 | 一种高接枝率聚丙烯改性料的制备方法 |
-
2019
- 2019-11-04 CN CN201911064570.6A patent/CN110655614B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009065774A1 (en) * | 2007-11-23 | 2009-05-28 | Basf Se | Grafting of ethylenically unsaturated monomers onto polymers in supercritical carbon dioxide |
CN102086280A (zh) * | 2009-12-04 | 2011-06-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯纳米复合材料的制备方法 |
CN104592452A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-05-06 | 洛阳理工学院 | 一种高接枝率聚丙烯改性料的制备方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111588121A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 界首市圣通无纺布有限公司 | 高截留、可杀灭性以及可循环使用的防护口罩 |
CN112442236A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-05 | 江苏金发科技新材料有限公司 | 一种耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物及其制备方法 |
CN112442236B (zh) * | 2020-11-23 | 2023-03-14 | 江苏金发科技新材料有限公司 | 一种耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110655614B (zh) | 2022-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101311223B (zh) | 高抗冲玻纤增强阻燃工程塑料及制备方法 | |
CN107075188B (zh) | 使用烯烃-马来酸酐共聚物的工程塑料的改性 | |
CN101985491B (zh) | 一种塑料相容剂及其制备方法、含有该相容剂的聚苯醚/尼龙合金及其制备方法 | |
CN101857712B (zh) | 一种无卤阻燃abs/pet合金及其制备方法 | |
CN101311221A (zh) | 一种玻纤增强阻燃工程塑料及制备方法 | |
CN110655614B (zh) | 一种聚丙烯增容剂及其制备方法、聚丙烯改性塑料及其制备方法和应用 | |
CN102108181B (zh) | 一种热塑性合金及其制备方法 | |
CN109762349B (zh) | 热塑性弹性体材料及其制备方法 | |
CN102516738A (zh) | 一种无卤阻燃耐寒pc/abs材料及制备方法 | |
CN102241859A (zh) | 一种阻燃增强pp/pa复合材料及其制备方法 | |
CN109593360B (zh) | 一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法 | |
CN101812202A (zh) | 无卤低烟阻燃聚丙烯/聚酰胺复合材料及制备方法 | |
CN102838825A (zh) | 高强无卤阻燃长玻纤增强as复合材料及其制备方法 | |
CN108342057B (zh) | 无卤阻燃pc/pbt合金及其产品 | |
CN109553967A (zh) | 一种低析出无卤阻燃聚苯醚-聚酰胺树脂合金及其制备方法 | |
CN103435978A (zh) | 一种pet复合材料及其制备方法 | |
CN111978641A (zh) | 一种高模量、高流动、高抗冲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN103613918A (zh) | 一种聚苯醚/聚酰胺合金材料及其制备方法 | |
CN1315933C (zh) | Pp和abs纳米填料合金及其制备方法 | |
CN101787196A (zh) | 一种阻燃聚碳酸酯/abs组合物及其制备方法 | |
CN115109350B (zh) | 一种高性阻燃hips材料及其制备方法和应用 | |
CN112457635B (zh) | 一种无卤阻燃聚醚酯弹性体组合物及其制备方法 | |
CN102827431A (zh) | 高强有卤阻燃长玻纤增强as复合材料及其制备方法 | |
CN103435979A (zh) | 耐低温无卤阻燃pbt复合材料及其制备方法 | |
TW201720863A (zh) | 高熔融黏度聚醯胺樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220503 |