CN107337854A - 一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，按重量份计，包括以下组分：聚丙烯60～70份、超支化聚合物14～18份、EBS12～16份、过氧化物2～4份、贝壳粉10～20份、溶剂20～30份。通过采用上述技术方案，由于EBS是一种塑料分散剂，此处利用其作为载体，使得超支化聚合物与其能够进行结合，之后加入到聚丙烯中能够更好的分散开来。另外，随着加入的超支化聚合物量的增加，聚丙烯的粘度就会降低，从而聚丙烯的流动性就能够增强。再者，当聚丙烯冷却固化成型的时候，由于超支化聚合物其具有三维的支化结构，从而其能够影响到聚丙烯大分子链的洁净结构，使得其更难被破坏，进而有利于保证聚丙烯的力学性能。

Description

一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯改性制备领域，特别涉及一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯及其制备方法。
背景技术
聚丙烯塑料因其具有良好的耐高温性、耐腐蚀性、电绝缘性，且密度低，加之原料价格低廉，来源丰富，使其生产能力，产量在近些年来得到了迅猛的发展，其可广泛用于工业，汽车、家电制品、纤维等领域中，尤其在家具用品领域中，其更是起到了重要的作用，比如用其所生产的折叠凳，不仅可以节约空间、方便收纳，同时，也可以进行随身携带，所以得到了众多人群的青睐。
但由于聚丙烯的熔体流动性较差，所以为了能够保证加工产品的质量，则需要在加工的过程中投入大量的装置和能源，以此来弥补流动性差的问题，这样对聚丙烯产业的发展也造成了一定的限制。
为此，近些年来高流动性的聚丙烯是国内外开发的一种新型高分子材料。其中，主要的制备方法有聚合调节法和造粒降解法两种，上述两种生产方法的基本原理都是使PP树脂中的一部分大分子链变短，降低平均分子量和使分子量分布变宽，因此本质上是以降低分子量，牺牲力学性能为代价来提高PP的熔体流动性的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯及其制备方法，其能够在保证聚丙烯力学强度的基础上，还能够提高聚丙烯熔体的流动性。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，按重量份计，包括以下组分：聚丙烯60～70份、超支化聚合物14～18份、EBS12～16份、过氧化物2～4份、贝壳粉10～20份、溶剂20～30份。
优选为，按重量份计，包括以下组分：聚丙烯65份、超支化聚合物16份、EBS14份、过氧化物3份、贝壳粉25份、溶剂25份。
通过采用上述技术方案，由于EBS是一种塑料分散剂，此处利用其作为载体，使得超支化聚合物与其能够进行结合，之后加入到聚丙烯中能够更好的分散开来。另外，随着加入的超支化聚合物量的增加，聚丙烯的粘度就会降低，从而聚丙烯的流动性就能够增强。
再者，当聚丙烯冷却固化成型的时候，由于超支化聚合物其具有三维的支化结构，从而其能够影响到聚丙烯大分子链的洁净结构，使得其更难被破坏，进而有利于保证聚丙烯的力学性能。
优选为，所述超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯、超支化聚己内酰胺、超支化聚庚内酰胺和超支化聚辛内酰胺中的一种或几种的混合物。
通过采用上述技术方案，具有酰基和胺基的超支化聚合物在接入到聚丙烯上之后，有利于提高聚丙烯生物降解的能力，从而有利于对环境起到保护。
优选为，所述过氧化物为二烷基过氧化物、过氧碳酸氢酯和二酰基过氧化物中的混合物。
通过采用上述技术方案，首先二酰基过氧化物能够对超支化聚合物和EBS的自由基聚合起到引发剂的作用，从而更有利于超支化聚合物与EBS的结合，提高了超支化聚合物的分散性能。而二烷基过氧化物可作为交联剂和熔融接枝的引发剂，这样使得超支化聚合物可以更顺利地接枝到聚丙烯分子链上。再者，过氧碳酸氢酯能够对超支化聚合物起到硫化的作用，从而增强了超支化聚合物自身的力学强度，从而在填入到聚丙烯之后，能够增强聚丙烯的强度。
优选为，所述过氧碳酸氢酯为过氧二碳酸酯，所述过氧二碳酸酯的分子量为15000～20000。
通过采用上述技术方案，由于过氧二碳酸酯的毒性比较的大，所以直接使用容易造成安全隐患，而提高过氧二碳酸酯的分子量，其能够有助于过氧二碳酸酯之间分子链与分子链之间的交缠，从而有利于增强过氧二碳酸酯分子间的联系，降低了过氧二碳酸酯分子的扩散到环境中的概率。
优选为，所述过氧化物经过乳化处理，成乳液状。
通过采用上述技术方案，过氧二碳酸酯分子也能够与乳化剂分子结合在一起，这样使其能够较为均匀地分散在反应物中，这样避免了大量过氧二碳酸酯分子的集中，并且也能够使过氧二碳酸酯与反应物进行更好的结合。
优选为，所述溶剂为聚乙二醇和二甲苯的混合物。
通过采用上述技术方案，聚乙二醇是一种相催化剂，其能够使反应物中各组分更好地溶合在一起，二甲苯能够使超支化聚合物的支化链发生软化，这样可以使得超支化聚合物的分子链和EBS的分子链更容易对接起来，从而有利于提高超支化聚合物接支于EBS上的效率。
优选为，所述贝壳粉经含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
通过采用上述技术方案，贝壳粉中主要成分为碳酸钙，含少量氧化钙、氢氧化钙等钙化物，所以其能够加快改性后的聚丙烯在加工过程中的定型效果。同时，其本身又为多孔纤维状双螺旋体结构，这样其能够吸附住其他组分中小分子，从而也有利于提高超支化聚合物与EBS之间的结合度。
经过酶液处理过的贝壳粉，不仅保留了原有贝壳粉的性能，同时也释放出了贝壳粉中的甲壳素。而甲壳素本身就具有较强的抗菌杀菌的能力，所以此时的贝壳粉又有利于抑制大肠杆菌等治病菌在聚丙烯材料上繁殖。同时，带有甲壳素的贝壳粉在聚丙烯冷却固化之后能够增强聚丙烯分子之间的粘结作用，从而可以进一歩保证了聚丙烯固有的力学性能。
一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：
S1、按规定重量将超支化聚合物、EBS、贝壳粉和溶剂加入到混合器中进行混合，混合器内的搅拌桨以500～800rpm转速对混合物进行搅拌，然后按规定重量加入过氧化物，并将混合器的温升至120～160℃，持续时间0.5～1h；
S2、将聚丙烯进行预热，预热温度为100～120℃，压力为0.05～0.08 MPa;
S3、将S1中的混合物和S2中预热的聚丙烯一起加入到螺杆挤出机中挤出；
S4、S3中的挤出料经过冷却水冷却之后，输送至造粒机进行造粒。
通过采用上述技术方案，在超支化聚合物、EBS、贝壳粉和溶剂充分混合之后，加入过氧化物，这样一方面过氧化物能够容易分散到反应物中，从而能够减少过氧化物积聚所带来的安全隐患，另一方面可以也有利于过氧化物能够高效的起到引发剂的作用，从而能够提高超支化聚合物与EBS结合的效率。
优选为，S1中在加入物料之前，先向反应器中通入氮气，进行排空。
这样能够避免反应还未开始，空气中氧气就对反应物造成氧化的作用，进而超支化聚合物发生氧化分解的问题。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、将超支化聚合物接入到聚丙烯中，这样即能够提高聚丙烯的流动性，同时也能够保证聚丙烯的力学性能；
2、贝壳粉有利于加快聚丙烯成型的速率，从而有利于提高聚丙烯的加工效率；
3、贝壳粉内的甲壳素能够提高聚丙烯成型的粘结性，从而有利于这样有利于保证聚丙烯的力学性能。
附图说明
图1是一种用于生产折叠凳的高流性聚丙烯的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯的制备方法：S1、向混合器中通入氮气，使混合器排空，将超支化聚合物14Kg、EBS12Kg、贝壳粉10Kg和溶剂20Kg加入到混合器中进行混合，混合器内的搅拌桨以500～800rpm转速对混合物进行搅拌，然后加入过氧化物2Kg，并将混合器的温升至120～160℃，持续时间0.5～1h；
S2、将聚丙烯60Kg进行预热，预热温度为100～120℃，压力为0.05～0.08 MPa;
S3、将S1中的混合物和S2中预热的聚丙烯一起加入到螺杆挤出机中挤出；
S4、S3中的挤出料经过冷却水冷却之后，输送至造粒机进行造粒。
其中，超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯和超支化多羟基聚胺酯的混合物，其重量比为1：1.2。
过氧化物为二烷基过氧化物、过氧碳酸氢酯和二酰基过氧化物中的混合物，其重量比为1.3:1.5:1。并且，此处二烷基过氧化物为过氧化二乙丙苯，过氧碳酸氢酯为过氧二碳酸酯，二酰基过氧化物为过氧化苯甲酰。
而且，过氧二碳酸酯的分子量为15000～20000，并向过氧二碳酸酯中加入二乙醇酰胺进行乳化处理。
溶剂为聚乙二醇和二甲苯，并且聚乙二醇和二甲苯的重量比为1：1.6。
而贝壳粉的处理过程为：配制 pH 为 8.0 的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳粉浸泡于其中，控制恒温摇床温度为 50 ℃，转速 300 r/min 的条件下水解 2 小时。
实施例二至实施例五以及对比例一和对比例二的聚丙烯制备方法与实施例一的制备方法相同，并且实施例二和实施例五的各组分的重量如下表所示：
组分 实施例二 实施例三 实施例四 实施例五 对比例一 对比例二
超支化聚合物/Kg 18 16 18 16 / /
EBS/Kg 16 14 12 12 14 12
贝壳粉/Kg 20 15 15 15 15 15
溶剂/Kg 30 25 25 30 25 30
过氧化物/Kg 4 3 4 2 3 2
聚丙烯/Kg 70 65 60 65 65 65
其中，实施例二中的超支化聚合物为超支化聚己内酰胺和超支化聚庚内酰胺的混合物，其重量比为1：1.5。
实施例三中的超支化聚合物为超支化聚辛内酰胺。
实施例四中的超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化聚己内酰胺和超支化聚辛内酰胺的混合物，且超支化多羟基聚酰胺酯、超支化聚己内酰胺和超支化聚辛内酰胺的重量比为1：1.4：2.1。
实施例五中的超支化聚合物为超支化多羟基聚胺酯和超支化聚庚内酰胺的混合物，且超支化多羟基聚胺酯和超支化聚庚内酰胺的重量比为1：1.7。
并且对比例一所用的过氧化物与实施例三相同，对比例五所用的过氧化物与实施例五相同。
对实施例一至实施例五以及对比例一和对比例二所制得的聚丙烯的熔融流动性和各力学性能进行检测，得到如下表的试验数据：
测试项目 拉伸强度（MPa） 屈服强度（MPa） 冲击强度（KJ/m2） 弹性模量（MPa） 熔体流动指数MFI（g/10min/220℃）
实施例一 18.82 35.12 53.98 188.45 24.14
实施例二 19.12 35.86 55.98 190.56 30.84
实施例三 19.00 35.54 54.18 189.13 27.40
实施例四 18.83 35.90 55.16 189.89 29.41
实施例五 18.46 35.28 54.78 188.68 26.12
对比例一 18.92 34.13 54.65 188.21 14.80
对比例二 18.73 35.16 54.12 189.45 15.13
从上表的实施例一至实施例五中可以清楚的看出，当超支化聚合物在聚丙烯中的含量逐渐增多的时候，其流动性就会随之提高。而对比例一和实施例三，以及对比例二与实施例五的对比过程中可以看出，不含超支化聚合物的聚丙烯的流动性要远远弱于含有超支化聚合物的聚丙烯的流动性。从而可知超支化聚合物对聚丙烯提升流动性能具有良好的作用。另外，从对比例一和实施例三，以及对比例二与实施例五的对比过程中可以看出，四者之间的力学性能变化不大，从而也能够证明超支化聚合物不会对聚丙烯的力学性能造成影响。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，按重量份计，包括以下组分：
聚丙烯 60～70份
超支化聚合物 14～18份
EBS 12～16份
过氧化物 2～4份
贝壳粉 10～20份
溶剂 20～30份。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，按重量份计，包括以下组分：
聚丙烯 65份
超支化聚合物 16份
EBS 14份
过氧化物 3份
贝壳粉 25份
溶剂 25份。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，其特征在于：所述超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯、超支化聚己内酰胺、超支化聚庚内酰胺和超支化聚辛内酰胺中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，其特征在于：所述过氧化物为二烷基过氧化物、过氧碳酸氢酯和二酰基过氧化物中的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，其特征在于：所述过氧碳酸氢酯为过氧二碳酸酯，所述过氧二碳酸酯的分子量为15000～20000。
6.根据权利要求4所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，其特征在于：所述过氧化物经过乳化处理，成乳液状。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，其特征在于：所述溶剂为聚乙二醇和二甲苯的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯，其特征在于：所述贝壳粉经含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
9.如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：
S1、按规定重量将超支化聚合物、EBS、贝壳粉和溶剂加入到混合器中进行混合，混合器内的搅拌桨以500～800rpm转速对混合物进行搅拌，然后按规定重量加入过氧化物，并将混合器的温升至120～160℃，持续时间0.5～1h；
S2、将聚丙烯进行预热，预热温度为100～120℃，压力为0.05～0.08 MPa;
S3、将S1中的混合物和S2中预热的聚丙烯一起加入到螺杆挤出机中挤出；
S4、S3中的挤出料经过冷却水冷却之后，输送至造粒机进行造粒。
10.根据权利要求9所述的一种用于生产折叠凳的高流动性聚丙烯的制备方法，其特征在于：S1中在加入物料之前，先向反应器中通入氮气，进行排空。
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