一种聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚丙烯材料及其制备方法，属于聚丙烯材料领域。一种聚丙烯材料的制备方法，由以下步骤组成：一次混料、二次混料、造粒。所述一次混料中，采用均聚聚丙烯、乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚丙烯材料领域，尤其是涉及一种聚丙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯简称PP，是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质。聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，聚丙烯与其他通用热塑性塑料相比，具有原料来源丰富、价格低廉、相对密度小、耐应力、耐化学腐蚀、耐磨性好、可回收再利用等优点。同时，聚丙烯材料的力学性能均衡、加工性能好，抗挠曲性及电绝缘性好，也是通用树脂中耐热性最好的产品。这使得聚丙烯自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。而且由于其良好的可塑性，聚丙烯材料正逐步替代木制产品、金属产品等。另外，聚丙烯还具有良好的接枝和复合功能，可以与其它材料进行共混改性。聚丙烯不论从产量和用量上，还是从性能来看，都是塑料中最有前途的材料之一。
[0003]但是，聚丙烯中存在有不稳定的叔碳原子，在有氧存在的情况下，只需要很小一部分能量（如热辐射、紫外线辐射等）就可将叔碳原子上的氢脱除，使之成为叔碳自由基。叔碳自由基非常活跃，它能使分子链发生各种反应，如链增长、链降解等，从而使聚丙烯丧失原有性能，出现光氧老化现象，进而导致聚丙烯发生老化、黄变，其不仅导致聚丙烯力学性能大幅降低，还导致聚丙烯的使用寿命的大幅衰减。
[0004]现有技术中比较有效的方法是，向聚丙烯材料中添加抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂等原料助剂，然后通过熔融共混改性的方式，改善聚丙烯材料的抗光氧老化性能。但是专利技术人经研究发现，向聚丙烯材料中添加的抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂等原料助剂，会影响聚丙烯的力学性能，如拉伸强度、抗冲击性能等；无法在改善聚丙烯材料抗光氧老化性能的同时，提升聚丙烯材料的拉伸强度，以及抗冲击性能。
[0005]由此，提供一种能够有效改善聚丙烯材料抗光氧老化性能、抗紫外线辐射性能的同时，提升聚丙烯材料的力学性能，对于聚丙烯材料的发展、应用均具有重要意义。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种聚丙烯材料及其制备方法，能够克服添加的原料助剂所产生的不利影响，能够在有效改善聚丙烯抗光氧老化性能的同时，有效提升聚丙烯材料的拉伸强度、抗冲击性能。
[0007]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种聚丙烯材料的制备方法，所述制备方法由以下步骤组成：一次混料、二次混料、造粒。
[0008]所述一次混料的方法为，将预定份数的均聚聚丙烯、乙烯
‑
丁烯共聚物、改性稀土氧化物、增强剂、抗氧剂投入至混料机内，在50
‑
70℃温度条件下，以700
‑
900rpm的搅拌速度，搅拌混料10
‑
20min，制得一次混合物；然后将一次混合物投入至低温辐射装置内，在纯氮气气氛保护条件下，在2
‑
5℃温度条件下，采用
60
Co源对一次混合物进行辐射处理，辐射剂
量率为1
‑
2kGy/h，控制总吸收剂量为20
‑
30kGy，制得一次混合料；所述一次混料中，均聚聚丙烯、乙烯
‑
丁烯共聚物、改性稀土氧化物、增强剂、抗氧剂的重量份比值为60
‑
70:10
‑
15:5
‑
10:20
‑
30:1
‑
1.5；所述一次混料中，均聚聚丙烯在230℃、2.16kg载荷作用下，熔体流动速率为25
‑
40g/min；所述一次混料中，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0009]所述一次混料中，改性稀土氧化物的制备方法为，将氧化铈和氧化镧投入至高速搅拌机内，在40
‑
70℃温度条件下，以800
‑
1000rpm的搅拌速度，搅拌5
‑
10min，制得混合稀土氧化物；然后将混合稀土氧化物、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磷酸单酯、油酸投入至2
‑
4倍体积的乙醇水溶液内，在40
‑
50℃温度条件下，超声分散20
‑
40min后，滤出固体物；将所述固体物投入至真空度为0.05
‑
0.08MPa环境下，95
‑
105℃干燥至水分含量为2
‑
3%，制得改性稀土氧化物；所述改性稀土氧化物的制备中，氧化铈与氧化镧的重量份比值为2
‑
3:1；所述改性稀土氧化物的制备中，混合稀土氧化物、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磷酸单酯、油酸的重量份比值为50
‑
60:1
‑
2:0.5
‑
1:0.2
‑
0.5；所述改性稀土氧化物的制备中，乙醇水溶液中，乙醇的体积分数为30
‑
40%。
[0010]所述一次混料中，增强剂的制备方法由以下步骤组成：前处理、改性、后处理；所述一次混料中，增强剂的制备中，前处理的方法为，将硅酸铝纤维投入至5
‑
8倍体积的丙酮水溶液中，升温至30
‑
40℃，保温，超声震荡30
‑
40min后滤出；然后投入至7
‑
10倍体积的去离子水中，升温至40
‑
50℃，保温，200
‑
400rpm搅拌20
‑
40min后滤出；然后采用10
‑
15倍体积的去离子水淋洗一次；然后投入至真空干燥机内，在真空度为0.03
‑
0.06MPa，80
‑
95℃温度条件下，干燥至水分含量为2
‑
5wt%，制得前处理物；所述丙酮水溶液中，丙酮的质量分数为10
‑
20wt%；所述超声震荡的操作为，控制超声震荡的频率为35
‑
50kHz，功率为500
‑
600W。
[0011]所述一次混料中，增强剂的制备中，改性的方法为，将前处理物投入至2
‑
5倍体积的改性处理液中，以20
‑
60rpm的转速进行搅拌，同时进行微波处理10
‑
25min，微波处理过程中，当温度达50
‑
60℃后，维持温度恒定；微波处理结束后，停止搅拌，滤出固体物，制得改性物；所述微波处理过程中，控制微波频率为2.0
‑
2.5GHz，微波处理功率800
‑
1200W；所述改性处理液，由以下成分组成：乙二醇、草酸、氧化硼、过硫酸铵、去离子水；所述乙二醇、草酸、氧化硼、过硫酸铵、去离子水的重量份比值为10
‑
15:20
‑
30:5
‑
7:2
‑
4:90
‑
100。
[0012]所述一次混料中，增强剂的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法由以下步骤组成：一次混料、二次混料、造粒；所述一次混料的方法为，将预定份数的均聚聚丙烯、乙烯
‑
丁烯共聚物、改性稀土氧化物、增强剂、抗氧剂投入至混料机内，在50
‑
70℃温度条件下，以700
‑
900rpm的搅拌速度，搅拌混料10
‑
20min，制得一次混合物；然后将一次混合物投入至低温辐射装置内，在纯氮气气氛保护条件下，在2
‑
5℃温度条件下，采用
60
Co源对一次混合物进行辐射处理，辐射剂量率为1
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2kGy/h，控制总吸收剂量为20
‑
30kGy，制得一次混合料；所述一次混料中，均聚聚丙烯、乙烯
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丁烯共聚物、改性稀土氧化物、增强剂、抗氧剂的重量份比值为60
‑
70:10
‑
15:5
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10:20
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30:1
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1.5；所述一次混料中，均聚聚丙烯在230℃、2.16kg载荷作用下，熔体流动速率为25
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40g/min；所述一次混料中，所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述一次混料中，改性稀土氧化物的制备方法为，将氧化铈和氧化镧投入至高速搅拌机内，在40
‑
70℃温度条件下，以800
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1000rpm的搅拌速度，搅拌5
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10min，制得混合稀土氧化物；然后将混合稀土氧化物、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磷酸单酯、油酸投入至2
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4倍体积的乙醇水溶液内，在40
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50℃温度条件下，超声分散20
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40min后，滤出固体物；将所述固体物投入至真空度为0.05
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0.08MPa环境下，95
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105℃干燥至水分含量为2
‑
3%，制得改性稀土氧化物；所述改性稀土氧化物的制备中，氧化铈与氧化镧的重量份比值为2
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3:1；所述改性稀土氧化物的制备中，混合稀土氧化物、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磷酸单酯、油酸的重量份比值为50
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60:1
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2:0.5
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1:0.2
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0.5；所述改性稀土氧化物的制备中，乙醇水溶液中，乙醇的体积分数为30
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40%；所述一次混料中，增强剂的制备方法由以下步骤组成：前处理、改性、后处理；所述一次混料中，增强剂的制备中，前处理的方法为，将硅酸铝纤维投入至5
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8倍体积的丙酮水溶液中，升温至30
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40℃，保温，超声震荡30
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40min后滤出；然后投入至7
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10倍体积的去离子水中，升温至40
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50℃，保温，200
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400rpm搅拌20
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40min后滤出；然后采用10
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15倍体积的去离子水淋洗一次；然后投入至真空干燥机内，在真空度为0.03
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0.06MPa，80
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95℃温度条件下，干燥至水分含量为2
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5wt%，制得前处理物；所述丙酮水溶液中，丙酮的质量分数为10
‑
20wt%；所述一次混料中，增强剂的制备中，改性的方法为，将前处理物投入至2
‑
5倍体积的改性处理液中，以20
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60rpm的转速进行搅拌，同时进行微波处理10
‑
25min，微波处理过程中，当温度达50
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60℃后，维持温度恒定；微波处理结束后，停止搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学清，王凯，侯庆民，王荣强，
申请(专利权)人：山东寿光鲁清石化有限公司，
类型：发明
国别省市：