CN103724811A - 一种高性能改性聚丙烯及用于双向拉伸土工格栅专用料加工方法 - Google Patents

一种高性能改性聚丙烯及用于双向拉伸土工格栅专用料加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明通过自制成核剂、合成抗氧剂的方法制备出高性能的聚丙烯，将其用于双向拉伸土工格栅专用料的加工，由双螺杆挤出机于设定转速、温度等工艺条件下，生产出以β型结晶六边形蜂巢状稳定结构制品，具备稳定的拉伸强度、高的抗张强度和屈服延伸率等良好性能。该发明优化了原料配比，制备出的格栅专用料完全符合或优于国家和行业标准，表现出很强的经济性、实用性。

Description

一种高性能改性聚丙烯及用于双向拉伸土工格栅专用料加工方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯的改性和土工格栅专用料加工方法，具体涉及成核剂的自制、抗氧剂的合成，双向拉伸土工格栅专用料的加工方法。
背景技术
塑料土工格栅是以聚丙烯、聚乙烯或其它高分子聚合物为原料，加入相关改性剂，再纵向、横向拉伸形成的一种高强度土工材料。尤其在纵向和横向上双向拉伸土工格栅具备较强的拉伸强度，被广泛应用于水利、公路、铁路、煤矿、建筑等工程领域。
由于塑料土工格栅原料中聚丙烯占据60%以上，并且国内土工合成材料市场的增长和快速发展，使得用户对聚丙烯的性能要求越来越苛刻，如何快速高效生产高性能聚丙烯，高强度耐低温的土工格栅受到了业内人士的重视。
目前，通过添加剂配方的变化，改变其结晶形态可恰当改变基础料的特性(如MFR、等规度、分子量分布等)，但是在土工格栅的原料配比优化数据以及聚丙烯前期成核剂的改性研究方面报道较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种自制成核剂用于小本体制备高性能的聚丙烯，将其用于土工格栅材料加工，以增强聚丙烯土工格栅的强度，改善聚丙烯土工格栅抗冲击力等目的。
本发明是一种改性聚丙烯用作双向拉伸土工格栅专用料加工方法，其具体步骤是：
1、自制成核剂：
（1）以热的高纯度管道氮气吹扫反应器1-3h，釜内加入0.05%-0.1%成核剂和1%-2%烷基铝，以丙酮或己烷油为溶剂； 
（2）以10-30℃/min升至30-80℃后，一定反应时间后蒸出溶剂，得到白色固体；
（3）加入己烷油，以350-600 rpm下搅拌10min；
（4）过滤、洗涤，去除未参加反应的改性剂；
（5）110℃干燥10 h，获得改性后的成核剂；
2、合成抗氧剂;先由抗氧剂1010 和抗氧剂168按质量比0.5-1.0的配比制成合成抗氧剂；
3、在普通聚丙烯、合成抗氧剂、芳基酰胺类成核剂等系列化合物质量比按100%: 0.2%—1.0%：0.03%—0.05%：0.05%—0.15%混合均匀；
4、将共混物加入到己升温200-230℃的双螺杆挤出机中，以螺杆转速 60—600 rpm，加热温度为180-230℃熔融挤出；
5、熔体通过三辊压光机成型板材，板材经过冲压机使用模具进行冲孔，孔板经过升温再经纵向、横向二次拉伸后即得。
本发明将自制成核剂直接用于普通聚丙烯，充分考虑改性聚丙烯双向拉伸土工格栅制品加工工艺，物料从熔融状态快速冷却，结晶速率加大，物料在此过程形成大量α细小球晶，将不利于双向拉伸，导致产品伸长率变大。但使用本发明自制成核剂对聚丙烯先行改性，再制取双向拉伸土工格栅专用料。其结晶是以β型六边形呈蜂巢状稳定结构紧密排列，加之双轴拉伸取向的效应，制品将表现出拉伸稳定、抗张强度加大、屈服延伸率降低等良好性能。
具体实施方式
本发明选定自制改性剂，并以不同加入量，在普通聚丙烯、合成抗氧剂、芳基酰胺类成核剂（自制成核剂）等系列化合物，按质量比100%: 0.2%—1.0%：0.03%—0.05%：0.05%—0.15%混合均匀后，将共混物加入到己升温200-230℃的双螺杆挤出机中，以螺杆转速 60-600 rpm，加热温度为180-230℃熔融挤出，得到改性聚丙烯。经多次实验，分析测定结果表明：经改性的聚丙烯不仅能大幅提高基础树脂的常温冲击强度、保持拉伸屈服强度、降低拉伸屈服形变。而且符合屈服拉伸强度不小于30MPa，屈服应变小于9%，冲击强度提高50%视为改性有效，完全可用于双向拉伸土工格栅专用料。
结合实施例对本发明作进一步说明。
 
改性聚丙烯用作双向拉伸土工格栅制品的检测结果
Figure 937233DEST_PATH_IMAGE003
上表结果表明，采用本发明的改性聚丙烯用作双向拉伸土工格栅专用料加工方法，能生产TGSG25，30，35，40，45多规格双向格栅制品，并且原料加工性能良好，设备能耗较低，加工工艺调控范围灵活。而且流动性优于进口料，耐蠕变性能优于进口料，冲击性能远高于进口料，热变形温度可调，综合性能好，适合不同工艺用户，非常实用。

Claims (3)

1.一种高性能改性聚丙烯及用于双向拉伸土工格栅专用料加工方法，其特征在于依次添加聚丙烯、合成抗氧剂、芳基酰胺类成核剂（自制成核剂）系列化合物，按质量比100%、0.2%-1.0%、0.03%—0.05%、0.05%—0.15%混合，均匀后将共混物加入到己升温的200-230℃的双螺杆挤出机中，螺杆转速以60-600 rpm，加热温度以180-230℃熔融挤出，熔体进而通过三辊压光机成型获得板材，经冲压机模具冲孔，孔板经过升温再经纵向、横向二次拉伸后制得土工格栅专用料。
2.根据权利要求1 所述的一种高性能改性聚丙烯及用于双向拉伸土工格栅专用料加工方法，其特征在于制备高性能聚丙烯时的成核剂改性，具体方法为：
（1）以热的高纯度管道氮气吹扫反应器1-3h，釜内加入0.05%-0.1%成核剂和1%-2%烷基铝，以丙酮或己烷油为溶剂； 
（2）以10-30℃/min升至30-80℃后，一定反应时间后蒸出溶剂，得到白色固体；
（3）加入己烷油，以350-600 rpm下搅拌10min；
（4）过滤、洗涤，去除未参加反应的改性剂；
（5）110℃干燥10 h，获得改性后的成核剂。
3.根据权利要求1 所述的一种高性能改性聚丙烯及用于双向拉伸土工格栅专用料加工方法，其特征在于抗氧剂的合成，采用抗氧剂1010 和抗氧剂168，按质量比0.5-1.0的配比机械混合制成。
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