一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚丙烯材料技术领域，尤其涉及一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法。一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料；所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下组分：聚丙烯、交联剂、引发剂和降解抑制剂，所述交联剂为三甲基(2

【技术实现步骤摘要】
一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚丙烯材料
，尤其涉及一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)具有优异的性能且成本低廉，是聚烯烃塑料中仅次于聚乙烯(PE)的第二大通用塑料材料，在日用品、建筑型材、管道、纤维、薄膜等领域应用广泛。PP刚性明显优于其它聚烯烃材料，PP价格与工程塑料的价格相比有极大的成本优势，因此在受力支撑的应用方面，PP材料占据了很大市场(比如汽车保险杠材料基本是改性PP或者钢材)。
[0003]但是PP的热变形温度比较低，高温下力学性能不佳，限制了PP材料在一些高端领域的应用(比如汽车发动机的周边材料大多用尼龙、耐腐蚀耐高温的工业管道大多用玻璃钢)。因此对PP材料进行改性，具有极大的经济效益。
[0004]PP改性的研究已经进行了很长时间，目前获得普遍应用的是物理改性，比如玻纤填充PP、玄武岩纤维增强PP等方法，但是物理改性大多能提高常温力学性能，始终不能解决PP耐热性不足的缺陷。
[0005]对PP进行硅烷交联改性是提高PP高温下力学性能的有效技术路径。硅烷交联后PP分子链发生交联和缠结，在高温下PP分子链不易松弛和解缠结，从而显著提高PP材料的耐高温性能。但是经过长期研究，至今硅烷交联聚丙烯材料的商品化仍难以实现。原因是聚丙烯主链上有大量侧甲基存在，在硅烷接枝或者有过氧化物存在的反应过程中，PP分子链上的叔碳原子更易于发生β断裂而不是接枝，按照交联改性聚乙烯的技术路径处理聚丙烯，通常会得到严重降解的PP而不是交联改性的耐高温PP。因此，硅烷交联改性PP的制备难点主要有两点：一是如何抑制PP的降解，二是怎样提高硅烷的接枝率。此外，通常硅烷接枝聚烯烃需要在催化剂存在下，制品经过高温热水蒸煮处理后才能得到最终的交联制品，处理工序复杂，导致生产成本高。

技术实现思路

[0006]针对
技术介绍
提出的问题，本专利技术的目的在于提出一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，能够有效地抑制PP的降解，有效提高了接枝率，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的凝胶率较高，热变形温度和强度高，能够免除高温水煮处理工序，解决了现有硅烷交联改性PP容易降解、接枝率低、需要经过高温热水蒸煮处理后才能得到交联制品的问题。
[0007]本专利技术的另一目的在于提出一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，生产过程简洁、高效、无污染，无需水煮常温静置即可得到交联聚丙烯，具有成本低、综合性能优越的特点，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料可以替代部分工程塑料应用于较高温度和较高强度的工作环境。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B
料；
[0010]所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下组分：聚丙烯、交联剂、引发剂和降解抑制剂，所述交联剂为三甲基(2
‑
丙基氧)硅烷，所述降解抑制剂为三丁酸甘油酯；
[0011]所述催化剂母粒B料包括以下组分：聚丙烯、相容剂和催化剂，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
[0012]更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、交联剂1.5～3份、引发剂0.02～0.05份和降解抑制剂0.01～0.05份；
[0013]所述催化剂母粒B料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、相容剂3～5份和催化剂0.01～0.05份。
[0014]更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料与所述催化剂母粒B料的质量比为(94～96)：(6～4)。
[0015]更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯均为均聚聚丙烯。
[0016]更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯的熔指为3～20g/10min。
[0017]更进一步说明，所述引发剂为2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己炔。
[0018]更进一步说明，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二月桂酸二辛基锡。
[0019]一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，用于制备所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括以下步骤：
[0020]硅烷接枝聚丙烯A料的制备：将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后制得硅烷接枝聚丙烯A料；
[0021]催化剂母粒B料的制备：将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后制得催化剂母粒B料；
[0022]将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料混合均匀，经挤出、注塑或者吹塑成型后，常温静置交联，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。
[0023]更进一步说明，硅烷接枝聚丙烯A料的制备中，挤出温度为160～240℃；
[0024]催化剂母粒B料的制备中，挤出温度为160～200℃。
[0025]更进一步说明，常温静置交联的时间为2～4天。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的实施例具有以下有益效果：
[0027]通过使用三丁酸甘油酯作为降解抑制剂，能够有效地抑制PP的降解，同时使用与三丁酸甘油酯的相互溶解度极好的三甲基(2
‑
丙基氧)硅烷作为相配合的硅烷，有效提高了接枝率，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的凝胶率较高，热变形温度和强度高，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP
‑
G
‑
MAH加速硅烷接枝PP制品的交联速率，能够免除高温水煮处理工序，解决了现有硅烷交联改性PP容易降解、接枝率低、需要经过高温热水蒸煮处理后才能得到交联制品的问题。
具体实施方式
[0028]一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料；
[0029]所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下组分：聚丙烯、交联剂、引发剂和降解抑制剂，所述交联剂为三甲基(2
‑
丙基氧)硅烷，所述降解抑制剂为三丁酸甘油酯；
[0030]所述催化剂母粒B料包括以下组分：聚丙烯、相容剂和催化剂，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
[0031]硅烷交联改性聚乙烯的工艺已经成熟并大量应用。但是硅烷交联改性聚丙烯的方法业界还在探索中。原因是PP分子链上的支链会导致PP在过氧化物引发剂存在时迅速降解，难以得到理想的交联改性材料。本专利技术可以有效提高PP的凝胶含量(交联度)、大幅减少PP在接枝反应中的降解。具体来说，专利技术人在研究过程中发现，采用常用的过氧化物DCP作为引发剂引发接枝反应，以及采用常用的乙烯基三甲氧基硅烷VTMS做接枝剂，难以制得性能得以提高的交联PP(因为降解不可控，接枝效率太低)。在专利技术人之前的研究中，专利技术人有采用特定的有机过氧化物和乙烯基硅烷，使用苯乙烯作为抑制降解剂，通过双螺杆反应挤出能够得到交联度较高的硅烷交联聚丙烯。这个技术路径可行，但存在两个不足：一是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料；所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下组分：聚丙烯、交联剂、引发剂和降解抑制剂，所述交联剂为三甲基(2
‑
丙基氧)硅烷，所述降解抑制剂为三丁酸甘油酯；所述催化剂母粒B料包括以下组分：聚丙烯、相容剂和催化剂，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。2.根据权利要求1所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、交联剂1.5～3份、引发剂0.02～0.05份和降解抑制剂0.01～0.05份；所述催化剂母粒B料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、相容剂3～5份和催化剂0.01～0.05份。3.根据权利要求1所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯A料与所述催化剂母粒B料的质量比为(94～96)：(6～4)。4.根据权利要求1所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯均为均聚聚丙烯。5.根据权利要求4所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯的熔指为3～20g...

【专利技术属性】
技术研发人员：金季靖，秦小梅，吕爱龙，梁永杰，梁峰，
申请(专利权)人：日丰新材有限公司，
类型：发明
国别省市：