CN103804793A - 提高聚丙烯流动性和耐溶剂性的共混材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提高聚丙烯流动性和耐溶剂性的共混材料及其制备方法,属于高分子共混材料制备技术领域。按照下述步骤进行:制备PP/PPS高分子共混材料,启动高速混合机搅拌混合5分钟,将混合物料倒出后,备用。打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,将经过高混机混合的物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷后切粒,在100℃鼓风干燥箱干燥24小时,材料制备完毕。所制备的高分子材料同时满足高流动性、耐溶剂性得到较大提高,可适用于注塑加工。
Description
技术领域
本发明涉及高分子共混材料制备技术领域,尤其涉及聚丙烯/聚苯硫醚共混材料及其制备方法,主要用于制备耐溶剂、高流动性的高分子材料,可使用在化工原料贮运、医药、农药、食品、日化等行业。
背景技术
均聚聚丙烯(PP)各种力学性能较好,耐溶剂性能好,一般地,流动性不是特别好,在成型加工中为了提高流动性,需要提高加工温度,如提高到270~280℃,但在高温下PP会发生降解,力学性能下降,而且高温也需要多耗能。本发明将PP与少量的聚苯硫醚(PPS)共混,极大地改善了PP的流动性。
在PP中加入PPS进行共混改性后,PP的流动性大大提高,拉伸强度、弯曲强度等增强,冲击强度略有降低。比如纯PP(牌号T30S)样条的拉伸强度为26.62MPa,冲击强度为5.14k J/m2;加入3份的PPS后的样条拉伸强度为30.63MPa,冲击强度为3.49k J/m2。PP材料的熔体流动速率(MFR)为3.5g/10min(230℃,2.16kg),200℃的MFR只会更低,加入3重量份PPS后MFR为21.56g/10min(200℃,2.16kg)。而且改性后PP材料的耐溶剂性有所提高。比如纯PP样条测得的50℃时二甲苯饱和吸油率为17.10%,加入3份PPS后测得的二甲苯饱和吸油率为12%。
发明内容
本发明目的是为解决上述问题而提供一种耐溶剂、高流动性的PP共混材料的制备方法,所制备的高分子材料同时满足高流动性、耐溶剂性得到较大提高,可适用于注塑加工。
为了实现上述目的,本发明是这样实现的:提高聚丙烯流动性和耐溶剂性的共混材料及其制备方法,按照下述步骤进行:
(1)制备PP/PPS高分子共混材料,其组分按照重量份数计算为:聚丙烯100份;聚苯硫醚3~12份,PP-g-MAH5~6份。
(2)准确称取各种配料,启动高速混合机搅拌混合5分钟,将混合物料倒出后,备用。打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,1-9段温度分别为150,160,180,205,225,240,250,250,250℃,机头温度245℃。
(3)将经过高混机混合的物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷后切粒,在100℃鼓风干燥箱干燥24小时,材料制备完毕。
由于采用了上述的措施,因此采用此方法制备的高分子材料流动性较高,耐溶剂性较好。
具体实施方式
本发明中注塑成标准样条,按照标准测试力学性能和耐溶剂性能。测试材料的熔体流动速率(MFR)。
测试标准:
悬臂梁冲击实验的标准GB/T1843-1996;按照GB/T1040-1992测试样品的拉伸性能;
弯曲强度的测试标准为GB/T9341;
吸油率测试按照GB11547-89进行。
万能制样机裁成5cm×5cm的样,然后放入50℃(高温)二甲苯中1-2周,取出擦干表面溶剂称量(在1分钟内称量完毕);高温下测试耐溶剂性优点在于吸油率能在较短时间内达到饱和,提高了效率。
吸油率D(%)按下式计算:
D=(G2-G1)/G1×100%
式中:G2——浸油后试样的质量/g。
G1——浸油前试样的质量/g。
实施例1
聚丙烯(PP),牌号T30S,熔体流动速率MFR=3.5g/10min(测试条件:230℃,2.16kg),生产厂家:大连石化。
聚苯硫醚(PPS),牌号SC-PPS-P-Ⅱ,生产厂家:成都乐天。
抗氧剂1010,南京扬子精细化工有限责任公司
顺丁烯二酸酐(MAH),分析纯,成都科龙化工试剂厂。
丙酮,分析纯,国药集团化学剂有限公司。
液体石蜡,化学纯,国药集团化学试剂有限公司。
PP-g-MAH,聚丙烯接枝马来酸酐,自制,配方见表1,制备路线如式1所示。
本发明所用的设备见表2。
PP-g-MAH的制备的工艺过程及条件:
按表1中的配方准确称取PP、MAH、DCP和抗氧剂1010,将MAH和DCP溶解在10ml丙酮中。先将聚丙烯加入高速混合机,加入MAH和DCP的丙酮溶解物和抗氧剂1010,启动高速混合机搅拌混合2分钟,将混合物料倒出后,在通风橱中放置5分钟,备用。
打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表3所示。用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理。将物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷干燥后切粒备用。
待物料全部挤出完毕后,用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理,依次关闭加料电源、主机、各加热段,最后关挤出机电源。
制备的PP-g-MAH作为PP和PPS之间的增容剂。
第二步,制备PP/PPS高分子共混材料,其组分按照重量份数计算为:PP T30S100份,PPS SC-PPS-P-Ⅱ12份,PP-g-MAH6份。准确称取各种配料,启动高速混合机搅拌混合5分钟,将混合物料倒出后,备用。打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表4所示。将经过高混机混合的物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷后切粒,在100℃鼓风干燥箱干燥24小时,材料制备完毕。注塑成标准样条,按照标准测试力学性能和耐溶剂性能。测试材料的熔体流动速率(MFR)。
制备的高分子材料的各项性能测试结果为:
熔体流动速率(MFR)为11.16g/(10min)(200℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为12.09%,缺口冲击强度为2.73kJ/m2,弯曲强度为43.73MPa,拉伸强度29.81MPa。
纯PP T30S熔体流动速率(MFR)为3.5g/(10min)(230℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为17.1%,缺口冲击强度为5.14kJ/m2,弯曲强度为32MPa,拉伸强度26.62MPa。可见改性PP材料的流动性得到较大提高,耐溶剂性能提高了,二甲苯吸油率降低5个百分点,除冲击强度略有下降外其它力学性能均有一定程度的提高。
实施例2
聚丙烯(PP),牌号T30S,熔体流动速率MFR=3.5g/10min(测试条件:230℃,2.16kg),生产厂家:大连石化。
聚苯硫醚(PPS),牌号SC-PPS-P-Ⅱ,生产厂家:成都乐天。
抗氧剂1010,南京扬子精细化工有限责任公司
顺丁烯二酸酐(MAH),分析纯,成都科龙化工试剂厂。
丙酮,分析纯,国药集团化学剂有限公司。
液体石蜡,化学纯,国药集团化学试剂有限公司。
PP-g-MAH,聚丙烯接枝马来酸酐,自制,配方见表1,制备路线如式1所示。
表1制备PP-g-MAH的配方
液体石蜡
聚丙烯(PP)
式1PP-g-MAH的制备式
本发明所用的设备见表2。
表2主要设备
PP-g-MAH的制备的工艺过程及条件:
按表1中的配方准确称取PP、MAH、DCP和抗氧剂1010,将MAH和DCP溶解在10ml丙酮中。先将聚丙烯加入高速混合机,加入MAH和DCP的丙酮溶解物和抗氧剂1010,启动高速混合机搅拌混合2分钟,将混合物料倒出后,在通风橱中放置5分钟,备用。
打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表3所示。用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理。将物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷干燥后切粒备用。
待物料全部挤出完毕后,用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理,依次关闭加料电源、主机、各加热段,最后关挤出机电源。
表3双螺杆挤出机各区温度(制备PP-g-MAH)
一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 |
150℃ | 165℃ | 180℃ | 190℃ | 200℃ |
六区 | 七区 | 八区 | 九区 | 机头 |
200℃ | 200℃ | 200℃ | 200℃ | 200℃ |
制备的PP-g-MAH作为PP和PPS之间的增容剂。
第二步,制备PP/PPS高分子共混材料,其组分按照重量份数计算为:PP T30S100份,PPS SC-PPS-P-Ⅱ3份,PP-g-MAH6份。准确称取各种配料,启动高速混合机搅拌混合5分钟,将混合物料倒出后,备用。打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表4所示。将经过高混机混合的物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷后切粒,在100℃鼓风干燥箱干燥24小时,材料制备完毕。注塑成标准样条,按照标准测试力学性能和耐溶剂性能。测试材料的熔体流动速率(MFR)。
表4双螺杆挤出机各区温度(制备PP/PPS/(PP-g-MAH)共混物)
一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 |
150℃ | 160℃ | 180℃ | 205℃ | 225℃ |
六区 | 七区 | 八区 | 九区 | 机头 |
240℃ | 250℃ | 250℃ | 250℃ | 245℃ |
制备的高分子材料的各项性能测试结果为:
熔体流动速率(MFR)为16.08g/(10min)(200℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为12%,缺口冲击强度为2.73kJ/m2,弯曲强度为45.43MPa,拉伸强度33.12MPa。
纯PP T30S熔体流动速率(MFR)为3.5g/(10min)(230℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为17.1%,缺口冲击强度为5.14kJ/m2,弯曲强度为32MPa,拉伸强度26.62MPa。可见改性PP材料的流动性得到较大提高,耐溶剂性能也提高了,二甲苯吸油率降低5个百分点,除冲击强度略有下降外其它力学性能均有一定程度的提高。
实施例3
聚丙烯(PP),牌号T30S,熔体流动速率MFR=3.5g/10min(测试条件:230℃,2.16kg),生产厂家:大连石化。
聚苯硫醚(PPS),牌号SC-PPS-P-Ⅱ,生产厂家:成都乐天。
抗氧剂1010,南京扬子精细化工有限责任公司
顺丁烯二酸酐(MAH),分析纯,成都科龙化工试剂厂。
丙酮,分析纯,国药集团化学剂有限公司。
液体石蜡,化学纯,国药集团化学试剂有限公司。
PP-g-MAH,聚丙烯接枝马来酸酐,自制,配方见表1,制备路线如式1所示。
本发明所用的设备见表2。
PP-g-MAH的制备的工艺过程及条件:
按表1中的配方准确称取PP、MAH、DCP和抗氧剂1010,将MAH和DCP溶解在10ml丙酮中。先将聚丙烯加入高速混合机,加入MAH和DCP的丙酮溶解物和抗氧剂1010,启动高速混合机搅拌混合2分钟,将混合物料倒出后,在通风橱中放置5分钟,备用。
打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表3所示。用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理。将物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷干燥后切粒备用。
待物料全部挤出完毕后,用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理,依次关闭加料电源、主机、各加热段,最后关挤出机电源。
制备的PP-g-MAH作为PP和PPS之间的增容剂。
第二步,制备PP/PPS高分子共混材料,其组分按照重量份数计算为:PP T30S100份,PPS SC-PPS-P-Ⅱ6份,PP-g-MAH6份。准确称取各种配料,启动高速混合机搅拌混合5分钟,将混合物料倒出后,备用。打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表4所示。将经过高混机混合的物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷后切粒,在100℃鼓风干燥箱干燥24小时,材料制备完毕。注塑成标准样条,按照标准测试力学性能和耐溶剂性能。测试材料的熔体流动速率(MFR)。
制备的高分子材料的各项性能测试结果为:
熔体流动速率(MFR)为13.6g/(10min)(200℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为12.22%,缺口冲击强度为2.37kJ/m2,弯曲强度为43.74MPa,拉伸强度31.11MPa。
纯PP T30S熔体流动速率(MFR)为3.5g/(10min)(230℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为17.1%,缺口冲击强度为5.14kJ/m2,弯曲强度为32MPa,拉伸强度26.62MPa。可见改性PP材料的流动性得到较大提高,耐溶剂性能提高了,二甲苯吸油率降低5个百分点,除冲击强度略有下降外其它力学性能均有一定程度的提高。
实施例4
聚丙烯(PP),牌号T30S,熔体流动速率MFR=3.5g/10min(测试条件:230℃,2.16kg),生产厂家:大连石化。
聚苯硫醚(PPS),牌号SC-PPS-P-Ⅱ,生产厂家:成都乐天。
抗氧剂1010,南京扬子精细化工有限责任公司
顺丁烯二酸酐(MAH),分析纯,成都科龙化工试剂厂。
丙酮,分析纯,国药集团化学剂有限公司。
液体石蜡,化学纯,国药集团化学试剂有限公司。
PP-g-MAH,聚丙烯接枝马来酸酐,自制,配方见表1,制备路线如式1所示。
本发明所用的设备见表2。
PP-g-MAH的制备的工艺过程及条件:
按表1中的配方准确称取PP、MAH、DCP和抗氧剂1010,将MAH和DCP溶解在10ml丙酮中。先将聚丙烯加入高速混合机,加入MAH和DCP的丙酮溶解物和抗氧剂1010,启动高速混合机搅拌混合2分钟,将混合物料倒出后,在通风橱中放置5分钟,备用。
打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表3所示。用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理。将物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷干燥后切粒备用。
待物料全部挤出完毕后,用聚丙烯树脂对挤出机螺杆和料筒进行清理,依次关闭加料电源、主机、各加热段,最后关挤出机电源。
制备的PP-g-MAH作为PP和PPS之间的增容剂。
第二步,制备PP/PPS高分子共混材料,其组分按照重量份数计算为:PP T30S100份,PPS SC-PPS-P-Ⅱ9份,PP-g-MAH6份。准确称取各种配料,启动高速混合机搅拌混合5分钟,将混合物料倒出后,备用。打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,如表4所示。将经过高混机混合的物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz,物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷后切粒,在100℃鼓风干燥箱干燥24小时,材料制备完毕。注塑成标准样条,按照标准测试力学性能和耐溶剂性能。测试材料的熔体流动速率(MFR)。
制备的高分子材料的各项性能测试结果为:
熔体流动速率(MFR)为12.04g/(10min)(200℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为12.19%,缺口冲击强度为2.43kJ/m2,弯曲强度为42.82MPa,拉伸强度30.42MPa。
纯PP T30S熔体流动速率(MFR)为3.5g/(10min)(230℃,2.16Kg),吸油率(50℃,二甲苯,饱和)为17.1%,缺口冲击强度为5.14kJ/m2,弯曲强度为32MPa,拉伸强度26.62MPa。可见改性PP材料的流动性得到较大提高,耐溶剂性能提高了,二甲苯吸油率降低5个百分点,除冲击强度略有下降外其它力学性能均有一定程度的提高。
Claims (1)
1.提高聚丙烯流动性和耐溶剂性的共混材料及其制备方法,其特征在于按照下述步骤进行:
(1)制备PP/PPS高分子共混材料,其组分按照重量份数计算为:聚丙烯100份;聚苯硫醚3~12份,PP-g-MAH 5~6份;
(2)准确称取各种配料,启动高速混合机搅拌混合5分钟,将混合物料倒出后,备用;
打开双螺杆挤出机,设定挤出机各段温度,1-9段温度分别为150,160,180,205,225,240,250,250,250℃,机头温度245℃;
(3)将经过高混机混合的物料加入料斗,启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz,启动加料电机,调节转速为喂料转速:10Hz ,物料进料;待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后,将挤出物牵条,经水冷和风冷后切粒,在100℃鼓风干燥箱干燥24小时,材料制备完毕。
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