CN105255088B - 一种耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯及制备方法，由下法制得：采用聚丙烯树脂、丙烯酸、苯乙烯、过氧化二异丙苯制备丙烯酸‑苯乙烯接枝聚丙烯，然后与羧基丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶等通过高速混合机、密炼机、平行双螺杆挤出机造粒机制备而成。该产品具有优异的耐高温油性能，克服了传统改性聚丙烯不耐油、不耐酸碱、低温易脆化等缺点，主要使用环境为处于高温、高压油、要求耐酸碱条件下使用。主要用于车用材料，潜油泵电缆绝缘护套、电梯电缆、起重机电缆、耐油耐热汽车线缆、石油钻井平台电缆等场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯及制备方法。
背景技术
聚丙烯具有较好的综合性能，例如：相对密度小，有较好的耐热性，维卡软化点高于HDPE和ABS，加工性能优良；机械性能如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，刚性和耐磨都较优异；具有较小的介电率，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等。但聚丙烯成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低，低温脆化温度低，耐油、耐酸碱性能差。目前改性聚丙烯材料用于电线电缆绝缘材料、车用材料，由于有上述缺陷，限制了其应用范围。尤其是用量比较大的油田用潜油泵电缆用改性聚丙烯，使用寿命尤其短，在使用3-5个月后，电缆即发生损坏，作为绝缘使用的改性聚丙烯材料老化，粉化，致使整个潜油泵电缆损坏。作为潜油泵电缆绝缘用、车用改性聚丙烯材料，均要求较高的耐热、耐油、耐酸碱性能，尤其是潜油泵电缆，使用环境恶劣，一般处于高温、高压油环境中使用，还有在海上油田使用的潜油泵电缆，要求耐酸碱。因此，普通改性的聚丙烯材料不能满足恶劣的使用环境要求，需要对聚丙烯材料进行改性，以达到特殊使用场合的使用要求。
发明内容
本发明的目的是制备一种改性聚丙烯材料及其制备方法，制得的改性聚丙烯材料能用于高温油、耐酸碱的使用场所，主要用于油田潜油泵电缆绝缘，车用耐热线缆绝缘、高温套管。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：
一种耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯及制备方法，包括以下步骤：
第一步：聚丙烯的接枝改性：
将聚丙烯树脂、10号白油、抗氧剂1010，抗氧剂168按以上顺序加入到开动的高速混合机中，常温混合2-3分钟。然后将以上混合好的物料、丙烯酸、苯乙烯、过氧化二异丙苯加入到平行双螺杆挤出机中（平行双螺杆共有4个加料口），熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯。挤出机的工作温度为：一区170±5℃，二区175±5℃，三区180±5℃，四区185±5℃，五区190±5℃，机头190±5℃。所用聚丙烯树脂、10号白油、抗氧剂1010，抗氧剂168、丙烯酸、苯乙烯、过氧化二异丙苯的比例：80-100:1-2:0.3-0.5: 0.3-0.5:2-5:1-3:0.5-1。
第二步：预混物密炼
将羧基丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶、酚醛树脂、二水合氯化亚锡、防老剂4010NA、滑石粉、聚己二酸丙二醇酯加入到密炼机中进行低温混炼，密炼机温度为60-70℃，密炼4-5分钟。混炼后物料排入单螺杆橡胶挤出机中进行低温挤出造粒，制得预混料，橡胶挤出机的工艺温度为一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区80±5℃，机头70±5℃。所用羧基丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶、酚醛树脂、二水合氯化亚锡、防老剂4010NA、滑石粉、聚己二酸丙二醇酯的比例为60-80:20-40:6-8:1-2:0.8-1:10-15:5-10。
第三步：耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯的制备。
把第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、第二步制备好的预混料颗粒，加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入平行双螺杆挤出机中，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯。挤出机的工作温度为：一区140±5℃，二区150±5℃，三区160±5℃，四区170±5℃，五区180±5℃，机头170±5℃。所用丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、预混料颗粒的比例：20-80:20-80。
本发明制得的改性聚丙烯材料能用于高温油、耐酸碱的使用场所，尤其是用于油田潜油泵电缆绝缘，车用耐热线缆绝缘、高温套管。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明
一种耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯及制备方法，包括以下步骤：
第一步：聚丙烯的接枝改性：
取80-100Kg聚丙烯树脂、1-2Kg10号白油、0.3-0.5 Kg抗氧剂1010，0.3-0.5 Kg抗氧剂168按以上顺序加入到开动的高速混合机中，常温混合2-3分钟。取以上混合好的物料、2-5Kg丙烯酸、1-3Kg苯乙烯、0.5-1Kg过氧化二异丙苯加入到平行双螺杆挤出机中（平行双螺杆共有4个加料口），熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯。挤出机的工作温度为：一区170±5℃，二区175±5℃，三区180±5℃，四区185±5℃，五区190±5℃，机头190±5℃。
第二步：预混物密炼
取60-80Kg羧基丁腈橡胶、20-40Kg端氨基液体丁腈橡胶、6-8Kg酚醛树脂、1-2Kg二水合氯化亚锡、0.8-1Kg防老剂4010NA、10-15Kg滑石粉、5-10Kg聚己二酸丙二醇酯加入到密炼机中进行低温混炼，密炼机温度为60-70℃，密炼4-5分钟。混炼后物料排入单螺杆橡胶挤出机中进行低温挤出造粒，制得预混料，橡胶挤出机的工艺温度为一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区80±5℃，机头70±5℃。
第三步：耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯的制备。
取20-80Kg第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、20-80Kg第二步制备好的预混料颗粒，加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入平行双螺杆挤出机中，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯。挤出机的工作温度为：一区140±5℃，二区150±5℃，三区160±5℃，四区170±5℃，五区180±5℃，机头170±5℃。
。
本发明所用主要原材料说明：
聚丙烯树脂：型号，F401，扬子石油化工股份有限公司生产，熔融指数2.0g/10min；或者：型号T30S，大庆石化，熔融指数2.0g/10min。
号白油：润滑剂，透明的油状液体，市售。
抗氧剂1010：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，南京米兰化工有限公司生产，白色粉末。
抗氧剂168：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，南京米兰化工有限公司生产，白色粉末。
丙烯酸：接枝单体，无色液体，丙烯酸含量≥99.0%，市售。
苯乙烯：接枝单体，无色透明油状液体，市售。
过氧化二异丙苯：引发剂，白色结晶，阿克苏诺贝尔宁波有限公司生产。
羧基丁腈橡胶：改性剂，牌号，NX775。
端氨基液体丁腈橡胶：改性剂，外观 淡黄色黏稠液体 氨基含量 ≥15%。
酚醛树脂：硫化机，黄色、透明、无定形块状物质，市售。
二水合氯化亚锡：硫化促进剂，无色单斜棱柱体结晶，北京恒业中远化工有限公司生产。
防老剂4010NA：浅红色至紫红色、褐色粒状，橡胶防老剂，市售。
滑石粉：填充剂，3500目，市售。
聚己二酸丙二醇酯：聚酯增塑剂，无色至淡黄色液体，市售。
实施例1：
一种耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯及制备方法，包括以下步骤：
第一步：聚丙烯的接枝改性：
取80Kg聚丙烯树脂、1Kg10号白油、0.3 Kg抗氧剂1010，0.3Kg抗氧剂168按以上顺序加入到开动的高速混合机中，常温混合2-3分钟。取以上混合好的物料、2Kg丙烯酸、1Kg苯乙烯、0.5Kg过氧化二异丙苯加入到平行双螺杆挤出机中（平行双螺杆共有4个加料口），熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯。挤出机的工作温度为：一区170±5℃，二区175±5℃，三区180±5℃，四区185±5℃，五区190±5℃，机头190±5℃。
第二步：预混物密炼
取60Kg羧基丁腈橡胶、20Kg端氨基液体丁腈橡胶、6Kg酚醛树脂、1Kg二水合氯化亚锡、0.8Kg防老剂4010NA、10Kg滑石粉、5Kg聚己二酸丙二醇酯加入到密炼机中进行低温混炼，密炼机温度为60-70℃，密炼4-5分钟。混炼后物料排入单螺杆橡胶挤出机中进行低温挤出造粒，制得预混料，橡胶挤出机的工艺温度为一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区80±5℃，机头70±5℃。
第三步：耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯的制备。
取20Kg第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、20Kg第二步制备好的预混料颗粒，加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入平行双螺杆挤出机中，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯。挤出机的工作温度为：一区140±5℃，二区150±5℃，三区160±5℃，四区170±5℃，五区180±5℃，机头170±5℃。
。
实施例2：
同实施例1，不同的是：
第一步：取100Kg聚丙烯树脂、2Kg10号白油、0.5 Kg抗氧剂1010， 0.5 Kg抗氧剂168。取以上混合好的物料、5Kg丙烯酸、3Kg苯乙烯、1Kg过氧化二异丙苯
第二步：取80Kg羧基丁腈橡胶、40Kg端氨基液体丁腈橡胶、8Kg酚醛树脂、2Kg二水合氯化亚锡、1Kg防老剂4010NA、15Kg滑石粉、10Kg聚己二酸丙二醇酯。
第三步：取80Kg第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、80Kg第二步制备好的预混料颗粒。
。
实施例3：
同实施例1，不同的是：
第一步：取90Kg聚丙烯树脂、1.5Kg10号白油、0.4 Kg抗氧剂1010，0.4Kg抗氧剂168。取以上混合好的物料、3Kg丙烯酸、2Kg苯乙烯、0.7Kg过氧化二异丙苯。
第二步：取70Kg羧基丁腈橡胶、30Kg端氨基液体丁腈橡胶、7Kg酚醛树脂、1.5Kg二水合氯化亚锡、0.9Kg防老剂4010NA、13Kg滑石粉、8Kg聚己二酸丙二醇酯。
第三步：取50Kg第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、50Kg第二步制备好的预混料颗粒。
。
实施例4：
同实施例1，不同的是：
第三步：取20Kg第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、80Kg第二步制备好的预混料颗粒，
。
实施例5：
同实施例1，不同的是：
第三步：取80Kg第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、20Kg第二步制备好的预混料颗粒。
。
Claims (2)
1.一种耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：
第一步：聚丙烯的接枝改性：
将聚丙烯树脂、10号白油、抗氧剂1010、抗氧剂168按以上顺序加入到开动的高速混合机中，常温混合2-3分钟；然后将以上混合好的物料、丙烯酸、苯乙烯和过氧化二异丙苯加入到平行双螺杆挤出机中，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒；挤出机的工作温度为：一区170±5℃，二区175±5℃，三区180±5℃，四区185±5℃，五区190±5℃，机头190±5℃；所用聚丙烯树脂、10号白油、抗氧剂1010、抗氧剂168、丙烯酸、苯乙烯、过氧化二异丙苯的比例：80-100:1-2:0.3-0.5: 0.3-0.5:2-5:1-3:0.5-1；
第二步：预混物密炼
将羧基丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶、酚醛树脂、二水合氯化亚锡、防老剂4010NA、滑石粉和聚己二酸丙二醇酯加入到密炼机中进行低温混炼，密炼机温度为60-70℃，密炼4-5分钟；混炼后物料排入单螺杆橡胶挤出机中进行低温挤出造粒，制得预混料颗粒，橡胶挤出机的工艺温度为一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区80±5℃，机头70±5℃；所用羧基丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶、酚醛树脂、二水合氯化亚锡、防老剂4010NA、滑石粉、聚己二酸丙二醇酯的比例为60-80:20-40:6-8:1-2:0.8-1:10-15:5-10；
第三步：耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯的制备
把第一步制备好的丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、第二步制备好的预混料颗粒，加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入平行双螺杆挤出机中，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯；挤出机的工作温度为：一区140±5℃，二区150±5℃，三区160±5℃，四区170±5℃，五区180±5℃，机头170±5℃；所用丙烯酸-苯乙烯接枝聚丙烯颗粒、预混料颗粒的比例：20-80:20-80。
2.由权利要求1所述方法制得的耐热耐油耐酸碱改性聚丙烯。
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