CN101230167A - 可部分降解pp/秸秆粉复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明可部分降解PP/秸秆粉复合物及其制备方法涉及一种可部分降解的聚丙烯复合物，同时还涉及该复合物的制备方法。一种可部分降解PP/秸秆粉复合物，包括稳定剂、加工助剂和偶联剂，各组份按重量百分比(％)计，为：聚丙烯56.5～93.3％、秸秆粉5.8～37％、热稳定剂0.2～1.5％、加工助剂0.5～1％、偶联剂0.2～5％。可该复合物的制备方法依次包括下述步骤：1.按配方量称取原料；2.将称取的秸秆进行粉碎，加入偶联剂充分搅拌、混合后将秸秆粉进行烘干，制成改性秸秆粉；3.将聚丙烯、改性秸秆粉、热稳定剂和加工助剂在高速混合机中混合30秒；4.将混合好的原料经计量送料装置送入双螺杆挤出机中，完成挤出造粒。

Description

可部分降解PP/秸秆粉复合物及其制备方法
技术领域
本发明可部分降解PP/秸秆粉复合物及其制备方法涉及一种可部分降解的聚丙烯复合物，同时还涉及该复合物的制备方法。
背景技术
PP是一种性能优良的通用塑料，具有很好的可塑性，工艺性优异，很容易用于挤出、注塑、吹塑等，密度低，耐热性较好，熔点约164～169℃，在开水中也不变形，不失去其结晶性，耐化学性优良，与绝大多数化学品接触几乎不发生作用，耐环境应力开裂优良，而且价格便宜。因此，广泛应用于家电、汽车、包装、一次性饭盒等领域。
传统PP改性时常添加一些矿物粉来起到部分的补强作用，如硫酸钡、硅灰石、云母、滑石粉等。这些材料的加入降低了材料成本，同时使得产品的强度有较大程度的提升。但是这些矿物粉在添加的时候会使得PP的密度增加，单位数量制品所需要的材料重量增加，不利于汽车部件等的轻量化，而且PP和矿物粉都不能在自然环境中发生降解，其后续处理非常困难，产生的垃圾难以处理，这样就增加了环境负担，不符合当今社会的环保需求。
针对这种现状，有必要新开发一种低密度、且可降解或部分降解的复合物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是，针对原有的PP复合物密度高、不可降解的缺陷，提供一种密度低、可部分降解的PP复合物。
本发明所要解决的技术问题之二是，提供一种上述复合物的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用下列技术方案：
一种可部分降解PP/秸秆粉复合物，各组份按重量百分比(％)计，为：
聚丙烯               56.5～93.3％
秸秆粉               6～37％
热稳定剂             0.2～1.5％
加工助剂             0.5～1％
偶联剂               0.2～5％。
其中，所述的聚丙烯还包括聚丙烯-乙烯共聚物、聚丙烯-乙烯-丁二烯弹性体中的一种或者几种。
在上述方案基础上，所述的秸秆粉其粒径为30目到1500目之间；秸秆粉可以为谷物秸秆粉、麦类秸秆粉、黍类秸秆粉、甘蔗秆粉和草本类秸秆粉中的一种或者是几种。加入了适量的秸秆粉末使之在自然环境下发生部分降解，生成蜂窝状结构，增大降解的比表面积，加速剩余PP的降解，减轻自然环境的负担，利于环保。
在上述方案基础上，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、镁类偶联剂，有机锡类偶联剂和锆类偶联剂中的一种或者几种，如：二苯甲基基钛酸酯，四硫化双三乙氧基丙硅烷。
在上述方案基础上，所述的热稳定剂为烷基化单酚、烷基化多酚、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、碱金属、碱土金属的硅酸盐、位阻酚、位阻胺和羟基苯并三唑中的一种或几种。
在上述方案基础上，所述的加工助剂为润滑剂和分散剂的混合物；其中的润滑剂包括某些脂肪酸盐或脂肪酸酰胺或这些化合物的混合物，具体为石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)中的一种或几种。这些加工助剂在加工和成型时能有效改善各组分分散性、减少有害磨擦。
一种针对前述的可部分降解PP/秸秆粉复合物的制备方法，依次按下列步骤操作：
一、按重量配比称取原料；
二、将称取的秸秆进行粉碎，加入偶联剂进行充分搅拌、混合后将秸秆粉进行烘干，获得改性秸秆粉；
三、将聚合物树脂、处理过的改性秸秆粉、热稳定剂和加工助剂在高速混合机中混合30秒；
四、将混合好的原料经计量送料装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的高速剪切，混炼和输送下，经熔融挤出，造粒。
在上述技术方案基础上，所述的双螺杆挤出机从喂料口到模头各区的温度为，一区165℃，二区175℃，三区165℃，四区170℃。
在上述技术方案基础上，所述的造粒采用分散能力较强的螺杆组合进行。
本发明具有以下技术效果：
一、该复合物的密度低，应用在汽车等产品上能够大大减轻产品重量，有利于产品的轻型化；
二、该复合物中的植物秸秆粉末可以在自然界发生降解，加入了适量的秸秆粉末使该复合物在自然环境下发生部分降解，生成蜂窝状结构，增大降解的比表面积，加速剩余成分的降解，减轻自然环境的负担，具有一定的环保效果；
三、该复合物的制备方法简单，易于操作；
四、利用自然界中大量存在的植物秸秆作为原材料，使得成本非常低廉。
具体实施方式
一种可部分降解PP/秸秆粉复合物，以重量百分比计，按照下列表格配制，其中，
聚丙烯选用TPC公司的产品，商品牌号为AW-191；
植物秸秆粉末为经过处理的稻草粉；
偶联剂为四硫化双三乙氧基丙硅烷，选用南京曙光公司产品，商品牌号KH-845-4；
热稳定剂选用江苏昌和公司生产的亚磷酸三苯酯(TPP)、汽巴公司的[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戌四醇酯(1010)和(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)的复配体系；
加工润滑助剂和分散剂为国产N，N-乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)和少量白矿油；
表1.实施例配方
组成   实施例1   实施例2 实施例3
AW-191稻草粉KH-845-4TPP1010168EBS     6530210.20.30.5     859310.20.30.5     7520210.20.30.5
白矿油     1     1     1
上述复合物采用下列制备方法：
一、按重量配比称取原料；
二、将称取的秸秆进行粉碎，加入偶联剂进行处理，待充分反应后将秸秆粉进行烘干，制得改性秸秆粉；
三、将聚丙烯、处理过的秸秆粉、热稳定剂和加工助剂在高速混合机中混合30秒；
四、将混合好的原料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的高速剪切，混炼和输送下，经熔融挤出，造粒。
本实施方式中，所述的双螺杆挤出机从喂料口到模头各区的温度为，一区165℃，二区175℃，三区165℃，四区170℃。
本实施方式中，所述的造粒采用分散能力较强的螺杆组合进行。
将各实施例制备得到的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条进行各种性能试验，各实施例中的性能测试方法和测试结果见表2和表3。
表2.性能测试方法
物理性能     测试方法
拉伸强度断裂伸长率Izod缺口冲击强度弯曲模量     GB1040GB1040GB1843GB9341
表3.实施例对应的样品性能
实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度MPa伸长率％ 2760 2449 2676
缺口冲击KJ/m2弯曲强度MPa弯曲模量MPa   12301020     21331130     1728980
未列举出来的其他基料、热稳定剂、加工助剂、偶联剂、秸秆粉也可以比照上述实施例的配比和同样的操作方法得以实施，在此不再重复列举。

Claims (10)

1.一种可部分降解PP/秸秆粉复合物，包括稳定剂、加工助剂和偶联剂，其特征在于各组按重量百分比(％)计，为：
聚丙烯          56.5～93.3％
秸秆粉          5.8～37％
热稳定剂        0.2～1.5％
加工助剂        0.5～1％
偶联剂          0.2～5％。
2.根据权利要求1所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物，其特征在于：所述的聚丙烯还包括聚丙烯-乙烯共聚物、聚丙烯-乙烯-丁二烯弹性体中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物，其特征在于：所述的秸秆粉为谷物秸秆粉、麦类秸秆粉、黍类秸秆粉、甘蔗秆粉和草本类秸秆粉中的一种或者几种。
4.据权利要求1所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物，其特征在于：所述的秸秆粉其粒径为30目到1500目之间。
5.根据权利要求1所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联类剂、钛酸酯类偶联剂、镁类偶联剂，有机锡类偶联剂和锆类偶联剂中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物，其特征在于：所述的热稳定剂为烷基化单酚、烷基化多酚、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、碱金属、碱土金属的硅酸盐、位阻酚、位阻胺和羟基苯并三唑中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物，其特征在于：所述的加工助剂为润滑剂和分散剂的混合物；其中的润滑剂为石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。
8.针对权利要求1至7之一所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物的制备方法，依次按下列步骤操作：
一、按配方量称取原料；
二、将称取的秸秆进行粉碎，加入偶联剂进行充分混合搅拌后，将秸秆粉进行烘干，制成改性秸秆粉；
三、将聚丙烯、改性秸秆粉、热稳定剂和加工助剂在高速混合机中混合30秒；
四、将混合好的原料经计量送料装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的高速剪切、混炼和输送下，经熔融挤出完成造粒。
9.根据权利要求8所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物的制备方法，其特征在于所述的双螺杆挤出机从喂料口到模头各区的温度为：一区165℃，二区175℃，三区165℃，四区170℃。
10.根据权利要求7所述的可部分降解PP/秸秆粉复合物的制备方法，其特征在于：所述的造粒采用双螺杆挤出设备进行混合造粒。
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