[发明专利]一种聚丙烯增韧改性工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种聚丙烯增韧改性工艺。

背景技术

聚丙烯 (pp) 是一种来源广、价格低廉的通用性塑料树脂，有着非常广泛的用途。但聚丙烯尤其是均聚聚丙烯的抗冲击性能很差，被列为脆性材料之列，限制了其在一些领域中的应用。通常的增韧改性是共混弹性体，虽然其改性效果十分好，冲击强度可增大几倍到几十倍，但增韧的同时，却牺牲了材料的刚性。塑料共混弹性体材料的增韧机理可以用银纹—剪切带理论来解释：脆性基体内加入弹性体后，在外来冲击力作用下，弹性体可以引发大量银纹，而基体则产生剪切屈服，主要靠银纹、剪切带吸收冲击能量。具体过程为：产生的银纹的进一步发展并将终止于另一个弹性体或剪切带，同时银纹与银纹、银纹与剪切带之间又相互作用。如银纹与银纹相遇时，会使银纹转向或支化；银纹前峰处的应力集中，可以诱发新的剪切带。所有这些作用，都会大大缓解了材料的冲击破坏过程，并增加了破坏过程所需的能量，从而提高材料的韧性。在实际应用中发现，跟其他一些譬如增加刚性增韧材料、交联增韧等增韧方法相比较，弹性体增韧改性无论从实际效果和理论模型上来讲都是最有效的，但刚性的损失也是显而易见的，目前对于此问题的改善情况仍较为有限。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种聚丙烯增韧改性工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚丙烯增韧改性工艺，包括如下步骤：

（1）聚烯烃弹性体处理：

a.将聚烯烃弹性体同钛酸酯偶联剂、过氧化二异丙苯按照质量比95~100：1.5~2：0.2~0.3共同混合后，再将其放入转矩流变仪中熔融挤出，完成后取出得物料A备用；

b.向操作a所得的物料A中加入其总质量2~4%的二月桂酸二丁基锡，混合后挤出，然后将其放入温度为50~60℃的条件下保温处理2~3h，得物料B备用；

c.向操作b所得的物料B中添加其总质量10~15%的纳米二氧化硅、0.1~0.2%的二茂铁，然后放入高温双辊塑练机中塑练处理6~8min，完成后下片、粉碎得改性聚烯烃弹性体备用；

（2）混合料配制：

向聚丙烯中加入其总质量11~16%的步骤（1）所得的改性聚烯烃弹性体，再加入聚丙烯总质量0.3~0.5%的抗氧剂、0.4~0.7%的光稳定剂、0.5~1%的硅烷偶联剂、2~4%的阻燃剂、0.4~0.8%的润滑剂，混合均匀后得混合料备用；

（3）混合料挤出成型：

将步骤（2）所得的混合料放入双螺杆挤出机中挤出成型，控制加工段的温度为170~200℃，控制螺杆挤出转速为140~170转/分钟，完成后得改性聚丙烯材料。

进一步的，步骤（1）操作c中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为15~70nm。

进一步的，步骤（1）操作c中所述的塑练温度为122~128℃。

进一步的，步骤（2）中所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂TPP中的任意一种。

进一步的，步骤（2）中所述的光稳定剂为光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂622中的任意一种。

进一步的，步骤（2）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh590中的任意一种。

进一步的，步骤（2）中所述的阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐中的任意一种。

进一步的，步骤（2）中所述的润滑剂为液体石蜡、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺中的任意一种。

优选的，步骤（3）中所述的加工段温度为180~190℃。

目前在聚丙烯的制造中添加聚烯烃弹性体、填料、助剂等的方案较为常见，将其共混后进行挤出，最终制得的改性聚丙烯在冲击韧性上得到很好的提升，但通常材料的刚性会受到一定程度的影响，表现出拉伸屈服强度下降达20%左右，甚至更高，无疑对材料的综合特性产生了影响。探求其原因可发现主要与不同成分原料间的配合效果有关，如聚烯烃弹性体与聚丙烯基体相容程度不好，填料等无机粒子分布不均匀，产生团聚现象造成质量不稳定，材料刚性下降等，而如何有效的改善组分间的配合关系，提升共同配合的效果是解决此问题的关键所在。

本发明相比现有技术具有以下优点：