CN117946481A - 辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途 - Google Patents
辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117946481A CN117946481A CN202410063458.5A CN202410063458A CN117946481A CN 117946481 A CN117946481 A CN 117946481A CN 202410063458 A CN202410063458 A CN 202410063458A CN 117946481 A CN117946481 A CN 117946481A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene
- antioxidant
- temperature
- radiation
- radiation crosslinked
- 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.)
- Pending
Links
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 138
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 128
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 100
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 66
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- XFCMNSHQOZQILR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethoxy]ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOCCOC(=O)C(C)=C XFCMNSHQOZQILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 4
- OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane trimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CC)(COC(=O)C(C)=C)COC(=O)C(C)=C OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GCNKJQRMNYNDBI-UHFFFAOYSA-N [2-(hydroxymethyl)-2-(2-methylprop-2-enoyloxymethyl)butyl] 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CO)(CC)COC(=O)C(C)=C GCNKJQRMNYNDBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TUOBEAZXHLTYLF-UHFFFAOYSA-N [2-(hydroxymethyl)-2-(prop-2-enoyloxymethyl)butyl] prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CO)(CC)COC(=O)C=C TUOBEAZXHLTYLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 abstract description 18
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 26
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000003490 Thiodipropionic acid Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 235000019303 thiodipropionic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005297 material degradation process Methods 0.000 description 1
- GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N n-heptadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCO GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N n-octadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006126 semicrystalline polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供一种辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途。所述辐射交联聚丙烯材料包括如下重量份的原料组分：聚丙烯60～100重量份、交联敏化剂0.1～5重量份。本申请提供一种辐射交联聚丙烯材料，其熔体强度≥15cN，并在改性后造粒过程中添加抗氧剂成分，阻止熔体强度的下降，以有利于后续经由发泡工艺形成CO2超临界发泡材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物材料领域，特别是涉及一种辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途。
背景技术
聚丙烯泡沫发泡材料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用。
超临界发泡成型技术是一种物理发泡成型技术，同时也是一种微孔发泡成型技术。其是在注塑、挤出以及吹塑成型工艺中，先将超临界状态的二氧化碳注入到特殊的塑化装置中，使气体与熔融聚合物充分均匀混合/扩散后，形成单相混合溶胶；然后将该溶胶导入模具型腔或挤出口模，使溶胶产生大的压力降，从而使气体析出大量的气泡核；在随后的冷却成型过程中，溶胶内部的气泡核不断长大成型，最终获得微孔发泡的塑料制品。
通用的聚丙烯材料可发性较差，其适宜的发泡的粘度和温度范围较窄，难以满足发泡聚丙烯的加工要求。这一方面是因为，聚丙烯属于半结晶聚合物，在低温时，超临界二氧化碳难以扩散到晶区，气体主要在无定形区成核生长，造成气体成核位点少、泡孔分布均匀性差；另一方面是因为，聚丙烯容易在接近熔点时，熔体强度急剧下降，熔体强度难以控制，泡孔容易破裂、塌陷，导致发泡温度区间变窄。
同时，传统化学交联形成的聚丙烯发泡材料会由于氧化物的残留，对材料的老化性能有不利影响。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途，用于解决现有技术中聚丙烯发泡材料的粘度和温度范围较窄的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括如下技术方案实现的。
本发明第一方面提供一种辐射交联聚丙烯材料，所述辐射交联聚丙烯材料包括如下重量份的原料组分：
聚丙烯 60～100重量份
交联敏化剂 0.1～5重量份。
如所述聚丙烯的用量可以为60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份、95重量份、100重量份。优选地，所述聚丙烯为90～100重量份。
如所述交联敏化剂的用量可以为0.1重量份、0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份。交联敏化剂相对于聚丙烯的用量过高，如超过4.5％，熔体强度就出现明显下降趋势，用量越高，熔体强度下降越快。如用量超过6％后，熔体强度下降至14cN以下。交联敏化剂的用量过小，交联度不够，熔体强度也不能满足大于14cN的要求，一般交联敏化剂用量不低于聚丙烯用量的2％。优选地，所述交联敏化剂为2～4.5重量份。
优选地，所述聚丙烯为乙烯与丙烯共聚物，其中，乙烯含量为7～15％，在230℃和2.16kg压力下熔融指数为20～55g/10min。
更优选地，所述聚丙烯中，乙烯含量为7～10％。
优选地，所述聚丙烯的分子量分布大于3.0。更优选地，所述聚丙烯的分子量分布为3.0～5.0。分子量分布采用GPC测试获得。
本申请中采用熔融指数较低且分子量分布较宽的共聚聚丙烯，由此与交联敏化剂一起形成辐射交联聚丙烯材料及进一步形成的辐射交联聚丙烯挤出料能够满足熔体强度的要求，从而有助于后续经由发泡工艺形成CO2超临界发泡材料。
本申请中，所述聚丙烯的熔融指数的测试方法为参照国标GB/T3682-2018。
在本申请中，所述聚丙烯的熔融指数可以为20g/10min、25g/10min、35g/10min、38g/10min、40g/10min、38g/10min、45g/10min、48g/10min、50g/10min、52g/10min、55g/10min。更优选地，所述聚丙烯的熔融指数为35～55g/10min。
优选地，所述交联敏化剂是多官能团化合物。
更优选地，所述交联敏化剂为选自三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA),三羟甲基丙烷二丙烯酸酯(TMPTA)，二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯(DMPDMA),三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)，异氰脲酸三烯丙酯(TAC)和二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)中的一种或几种混合物。
本发明第二方面还公开了如上述所述的辐射交联聚丙烯材料的制备方法，将各原料组分混合后熔融并辐射交联获得。
优选地，所述熔融温度为160℃～220℃。优选地，还包括成型，成型的温度为250～270℃。
优选地，所述熔融采用双螺杆挤出机。更优选地，所述双螺杆挤出机各区温度为：一区温度160～165℃；二区温度175～180℃；三区温度180～185℃；四区温度185～190℃；五区温度200～210℃。
优选地，所述交联辐射装置设于四区或五区内。
优选地，辐射交联时采用60Co-γ射线，辐照剂量为辐射剂用量为10kGy～200kGy。更优选地，所述辐照剂量为辐射剂用量为80kGy～150kGy。在这一优选的辐射剂用量范围内进行辐射交联均可以满足熔体强度的要求；但是辐射剂用量高于这一范围，能量过大，反而会导致材料降解，低于这一范围，不能达到良好的交联效果，不能满足熔体强度的要求。
本发明第三方面还公开了一种辐射交联聚丙烯挤出料，包括如上述所述的辐射交联聚丙烯材料和抗氧剂。
优选地，所述抗氧剂至少包括主抗氧剂，所述主抗氧剂为选自β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇脂和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或多种。
优选地，所述主抗氧剂的用量为所述聚丙烯的0.1～5wt％，如可以为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5wt％。
更优选地，所述抗氧剂仅采用主抗氧剂时，主抗氧剂的用量为所述聚丙烯用量的0.7～1wt％，所述交联敏化剂的用量为聚丙烯用量的4～4.5wt％。
考虑到降低达到相同的技术效果及成本问题，申请人采用复配的抗氧剂的技术手段。在达到相同的熔体强度要求的情况下，大大的降低了主抗氧剂及总抗氧剂的用量，降低了成本；而且采用复配型抗氧剂的技术手段还能够使得辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度经由熔融挤出后不降低。
更优选地，所述抗氧剂还包括辅助抗氧剂，所述辅助抗氧剂为选自硫代二丙酸双酯，双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯中的一种或多种。
优选地，所述辅助抗氧剂的用量为所述聚丙烯的0.1～5wt％，如可以为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5wt％。
更优选地，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，所述主抗氧剂的用量为所述聚丙烯的0.2～0.5wt％，所述辅助抗氧剂的用量为所述主抗氧剂的0.8～1.2倍。
本发明第四方面还公开了如上述所述的辐射交联聚丙烯挤出料的制备方法，将辐射交联聚丙烯材料和抗氧剂在螺杆挤出机中熔融。优选地，熔融后挤出造粒。
优选地，熔融温度为160～220℃。更优选地，各区温度为：六区温度215～220℃；七区温度190～195℃；八区温度170～175℃；九区温度160～165℃。优选地，挤出造粒时模板温度为250～270℃。
本发明第五方面还公开了如上述任一所述的辐射交联聚丙烯材料或如上述任一所述的辐射交联聚丙烯挤出料用于CO2超临界发泡材料的原料组分的用途。
如上所述，本发明的辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途，具有以下有益效果：本申请提供一种辐射交联聚丙烯材料，其熔体强度≥15cN，以有利于后续经由发泡工艺形成CO2超临界发泡材料；熔体强度低于15cN，无法经由CO2超临界发泡工艺形成发泡材料，因为熔体强度不足，泡孔容易发生塌陷及合并的现象，影响聚丙烯发泡材料的性能。
附图说明
图1为本申请中采用的熔体强度测试仪的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围；在本发明说明书和权利要求书中，除非文中另外明确指出，单数形式“一个”、“一”和“这个”包括复数形式。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本申请实施例中采用的聚丙烯为商业购买获得，其具体为神华宁煤2448T、神华宁煤2240S。
本申请中，辐射交联聚丙烯材料的熔体强度测试仪如图1所示，其包括配有毛细管的Brabender Rheomex单螺杆实验挤出机和Gottfert“Rheotens熔体强度测试仪。在此装置中聚合物熔体是被单轴拉伸的。首先熔体从挤出机口模向下挤出同时被装在平衡梁上的两个运动方向相反的辊子牵引。熔体束被拉伸时受的力是辊子的速度和时间的函数。辊子均匀加速转动直到熔体束断裂，此熔体束断裂所受的力定义为“熔体强度”。测试时熔体加热器设置为230℃，预热时间为10min。
本申请中所述辐射交联聚丙烯材料和辐射交联聚丙烯挤出料的加工方法及螺杆挤出机的选用、螺杆挤出机各区的温度的设置可以根据实际经验进行调节和设置。
根据本申请的公开，可以先加工形成所述辐射交联聚丙烯材料，非连续的加工进一步添加抗氧剂形成所述辐射交联聚丙烯挤出料。也可以选用L型一体化的母子螺杆挤出机，连续加工生产形成最终的辐射交联聚丙烯挤出料，具体为：两级进料，聚丙烯和交联敏化剂喂入双螺杆挤出机混合熔融，经交联辐射装置进行交联辐射，然后喂入抗氧剂进行熔融混合并成型。
本申请下述更具体的实施例中考虑到实际设备及加工效率，选用连续化加工方式。
实施例1
本实施例的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
具体的制备方法如下：
首先将聚丙烯和交联敏化剂在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃。进一步地，连接件温度180℃；模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四区和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为80kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后取料获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为17cN。
经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后经过第九区取料的辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度为17cN。
实施例2
本实施例的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
具体的制备方法如下：
首先将上述比例的聚丙烯和交联敏化剂在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出，熔融混合各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃。进一步地，经连接件，其温度为180℃；再进入成型模板，模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为100kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后取料获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为22cN。
经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后经第九区取料的辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度为22cN。
实施例3
本实施例的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
具体的制备方法如下：
首先将上述比例的聚丙烯和交联敏化剂在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出，熔融混合各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃。进一步经连接件，其温度为180℃；再进入成型模板，模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为80kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后取料获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为25cN。经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后经第九区取料的辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度为25cN。
实施例4
本实施例的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
聚丙烯2448T 100重量份
交联敏化剂DMPDMA 4.2重量份
抗氧剂β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇脂 0.3重量份
具体的制备方法如下：
首先将聚丙烯和交联敏化剂在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出，熔融混合各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃；进一步地，经连接件，其温度为180℃；再进入成型模板，模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为150kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后取料获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为25cN。
经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后经过第九区取料的辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度为20cN。
本实施例中发现：未使用辅助抗氧剂，使已经交联的提升到熔体强度为25cN的聚丙烯材料，在成型过程中发生了降解，使得熔体的强度又降低了。
对比例1
对比例1的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
聚丙烯2500H的分子量分布是小于3.0的聚丙烯产品。
具体的制备方法如下：
首先将聚丙烯和交联敏化剂在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出，熔融混合温度各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃；进一步经连接件，其温度180℃；再进入成型模板，模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四区和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为150kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为14cN。
经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后的辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度为14cN。
由此可以看出：使用未满足本申请规格的高熔共聚聚丙烯牌号聚丙烯，即使按照工艺条件进行改性，也不能得到相应的高熔体强的的聚丙烯材料。
对比例2
对比例2的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
聚丙烯2448T 100
抗氧剂β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇脂 0.3
辅助抗氧剂硫代二丙酸双酯 0.5
具体的制备方法如下：
首先将上述比例的聚丙烯在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出，熔融混合各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃；连接件温度180℃；模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为150kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后取料获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为11cN。
经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后经第九区取料的辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度为11cN。
可以看出：未添加交联敏化剂，即使按照工艺条件及进行改性，同样不能得到相应的高熔体强度的的聚丙烯材料。
对比例3
本实施例的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
具体的制备方法如下：
首先将上述比例的聚丙烯和交联敏化剂在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出，熔融混合各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃。进一步经连接件，其温度180℃；再进入成型模板，模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为150kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后取料获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为12cN。
经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后的辐射交联聚丙烯挤出料经第九区取料获得的熔体强度为12cN。
可以看出：过量使用交联敏化剂，同样得不到高的熔体强度聚丙烯材料，甚至熔体强度急剧下降。
对比例4
本对比例4的辐射交联聚丙烯挤出料的原料组分如下：
聚丙烯2448T 100重量份
交联敏化剂DMPDMA 4.2重量份
辅助抗氧剂硫代二丙酸双酯 0.5重量份
具体的制备方法如下：
首先将上述比例的聚丙烯和交联敏化剂在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行熔融混合，熔融混合各区温度为：一区温度160℃；二区温度175℃；三区温度185℃；四区温度190℃；五区温度210℃；六区温度220℃；七区温度190℃；八区温度175℃；九区温度165℃，进一步经连接件，其温度180℃；再进入模板成型，模板温度260℃。
辐射交联装置作用于第四区和第五区，采用60Co-γ射线辐射交联，辐射剂用量为150kGy；在第六区加入抗氧剂，由此得到高熔体强度聚丙烯产品。
经测试，本实施例中，经第五区后取料获得的辐射交联聚丙烯材料的熔体强度为25cN。
经测试，本实施例中，获得的加入抗氧剂后经过第九区取料的辐射交联聚丙烯挤出料的熔体强度为14cN。
由此可以看出：在不添加主抗氧剂的情况下，仅是添加了辅助抗氧剂，同样由于后续成型加工过程中热氧等作用，导致熔体强度降低，得不到高熔体强度得聚丙烯材料。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种辐射交联聚丙烯材料，其特征在于，所述辐射交联聚丙烯材料包括如下重量份的原料组分：
聚丙烯 60～100重量份
交联敏化剂 0.1～5重量份。
2.根据权利要求1所述的辐射交联聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯为90～100重量份；
和/或，所述交联敏化剂为2～4.5重量份；
和/或，所述聚丙烯为乙烯与丙烯共聚物，其中，乙烯含量为7～15％，在230℃和2.16kg压力下熔融指数为25～55g/10min；
和/或，所述聚丙烯的分子量分布大于3.0；优选地，所述聚丙烯的分子量分布为3.0～5.0；和/或，所述交联敏化剂为选自三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，三羟甲基丙烷二丙烯酸酯，二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯，三烯丙基异氰脲酸酯，异氰脲酸三烯丙酯和二乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1～2任一项所述的辐射交联聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，将原料混合后熔融后辐射交联。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，熔融采用螺杆挤出机；和/或，所述熔融温度为160℃～220℃；和/或，辐射交联时采用60Co-γ射线，辐照剂量为辐射剂用量为10kGy～200kGy，优选地，辐照剂量为辐射剂用量为80kGy～150kGy。
5.一种辐射交联聚丙烯挤出料，其特征在于，包括如权利要求1～2任一项所述的辐射交联聚丙烯材料和抗氧剂。
6.根据权利要求5所述的辐射交联聚丙烯挤出料，其特征在于，所述抗氧剂至少包括主抗氧剂，所述主抗氧剂为选自β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇脂和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或多种；所述主抗氧剂的用量为所述聚丙烯的0.1～5wt％；
和/或，所述抗氧剂还包括辅助抗氧剂，所述辅助抗氧剂为选自硫代二丙酸双酯，双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯中的一种或多种；所述辅助抗氧剂的用量为所述聚丙烯的0.1～5wt％。
7.根据权利要求6所述的辐射交联聚丙烯挤出料，其特征在于，所述抗氧剂仅采用主抗氧剂时，主抗氧剂的用量为所述聚丙烯用量的0.7～1wt％，所述交联敏化剂的用量为聚丙烯用量的4～4.5wt％；
和/或，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，所述主抗氧剂的用量为所述聚丙烯的0.2～0.5wt％，所述辅助抗氧剂的用量为所述主抗氧剂的0.8～1.2倍。
8.一种如权利要求6～7任一项所述的辐射交联聚丙烯挤出料的制备方法，其特征在于，辐射交联聚丙烯材料和抗氧剂在螺杆挤出机中熔融；优选地，熔融后挤出造粒。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，熔融温度为160～220℃；挤出造粒时模板温度为250～270℃。
10.一种如权利要求1～2任一所述的辐射交联聚丙烯材料或如5～7任一所述的辐射交联聚丙烯挤出料用于CO2超临界发泡材料的原料组分的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410063458.5A CN117946481A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410063458.5A CN117946481A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117946481A true CN117946481A (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=90791547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410063458.5A Pending CN117946481A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117946481A (zh) |
-
2024
- 2024-01-16 CN CN202410063458.5A patent/CN117946481A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107857932B (zh) | 化学交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 | |
| CN102030960B (zh) | 含杂化长支链结构的高熔体强度聚烯烃的制备方法 | |
| CN102218879B (zh) | 一种废旧聚丙烯改性发泡板材及其制造方法 | |
| CN112812515A (zh) | 一种可降解发泡材料及其制备方法 | |
| KR870000006B1 (ko) | 발포 나일론 필름의 제조방법 | |
| CN107540920B (zh) | 茂金属聚乙烯组合物及其制备方法 | |
| CN111978644B (zh) | 一种聚丙烯透气膜及其制备方法 | |
| CN108239330B (zh) | 一种汽车线用辐照交联低烟无卤阻燃料及其制备方法 | |
| CN108660524B (zh) | 以水可溶的改性pva为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法 | |
| CN113265098A (zh) | 一种高透明超韧etfe薄膜及其制备方法 | |
| CN111454517B (zh) | 一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂及其制备方法和应用 | |
| CN115433441A (zh) | 一种全生物降解材料及其制备方法 | |
| CN110698746A (zh) | 一种聚乙烯泡棉及其制备方法 | |
| CN102127281A (zh) | 超临界反应挤出制备含长支链结构的高熔体强度聚丙烯的方法 | |
| CN117946481A (zh) | 辐射交联聚丙烯材料及其制备方法和用途 | |
| CN109280240B (zh) | 化学交联发泡聚乙烯材料的制备方法及一种螺杆 | |
| KR100511516B1 (ko) | 높은 용융장력을 갖는 폴리프로필렌 수지 및 그의 제조방법 | |
| CN111484673A (zh) | 改性聚丙烯塑料 | |
| CN113843999B (zh) | 一种聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯薄膜的制备方法 | |
| CN113817296A (zh) | 一种新型生物可降解缠绕膜专用料及其制备方法 | |
| CN113717471B (zh) | 一种高表面张力聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN111961302A (zh) | 一种高温水溶pva母粒组合物及其制备方法 | |
| CN111995834A (zh) | 一种基于pva/淀粉的改性粒子及其制备方法 | |
| CN110628088A (zh) | 一种高淀粉含量全生物降解母粒及其制备方法 | |
| CN110294910A (zh) | 一种高温水溶型聚乙烯醇母粒及其制备方法 |
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 |