CN108219291B - 一种适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂及制备方法 - Google Patents

一种适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂基料100份和复合助剂0.06～0.8份。本发明的适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂通过对聚丙烯树脂基料的分子量进行针对性调整，聚丙烯树脂基料采用丙烯和乙烯的无规共聚物，同时乙烯含量较少，熔体流动速率低，熔体延展性好，改善和提高了聚丙烯树脂制品的熔体强度和熔体延展性，解决了现有技术中普通聚丙烯树脂熔体强度低、吹塑过程中抗熔垂性能较差、采用吹塑工艺制备聚丙烯中空制品时只能吹塑4L以下塑料桶的技术缺陷，采用本发明制备的聚丙烯树脂可以吹塑30‑120L的中空制品，熔体强度增加。

Description

一种适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂及制备方法
技术领域
本发明属于聚丙烯树脂技术领域，具体地说，涉及一种适用于吹塑工艺制备30-120L中空制品的聚丙烯树脂及制备方法。
背景技术
聚乙烯(PE)是塑料中空吹塑成型材料中最早实现商品化生产的品种，也是发展最快、应用最广的品种，目前，以PE为原料生产的中空吹塑制品的产量占到世界吹塑制品总产量约三分之二，其中，中小型中空制品对聚乙烯的需求量较大，约占80％。普通聚丙烯(PP)的熔体强度较低，而且吹塑过程中抗熔垂性能较差，因此应用于中空制品方面的研究很少，然而，PP本身具有比PE更好的机械性能及刚性，而且聚丙烯的耐热性比聚乙烯好，当聚丙烯应用于中空制品时，相比于PE制品，既可以节约用料降低成本，而且所得制品本身强度和耐热性能更加优异。因此，研究开发适用于30-120L中空制品的PP专用料具有一定的潜在市场价值和前景。
发明内容
为解决现有技术中普通聚丙烯树脂熔体强度低、吹塑过程中抗熔垂性能较差的问题，本发明的目的是提供一种同时具有高熔体强度和高熔体延展性的聚丙烯树脂，适用于吹塑工艺制备30-120L的中空制品。
本发明的另一个目的是提供一种所述适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一个方面提供了一种适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂，包括以下重量份的组分：
聚丙烯树脂基料 100份；
复合助剂 0.06～0.8份。
所述聚丙烯树脂基料为丙烯和乙烯的无规共聚物，乙烯含量为1-3wt％，熔体流动速率为0.05-0.3g/10min。
所述聚丙烯树脂基料的乙烯含量为2-3wt％，熔体流动速率为0.1-0.2g/10min，优选为0.11-0.2g/10min。
所述聚丙烯树脂基料的乙烯含量为3wt％，熔体流动速率为0.2g/10min。
所述复合助剂包括以下重量份的组分：
卤素吸收剂 0.02～0.3份，
抗氧剂 0.04～0.5份。
优选的，所述复合助剂包括以下重量份的组分：
卤素吸收剂 0.1份，
抗氧剂 0.3份。
所述卤素吸收剂为硬脂酸钙、水滑石中的至少一种。
所述抗氧剂为二-[3,3-二-(3-叔丁基-4-羟基苯基)-丁酸]乙二醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种；优选为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的混合物。
本发明还提供了一种所述适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：
按所述配比将聚丙烯树脂基料和复合助剂均匀混合，熔融造粒获得所述适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。
所述熔融造粒采用双螺杆挤出机。
所述双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为100-300r/min。
所述双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区130-135℃，二区150-170℃，三区180-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明的适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂同时具有较高的熔体强度和较好的熔体延展性，通过挤出吹塑设备可以制备得到30-120L的中空制品，通过本发明制备得到的聚丙烯树脂挤出吹塑的制品壁厚均匀，同时也保持了聚丙烯树脂应该具有的强度、耐热和耐化学试剂性能。
本发明的适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂通过对聚丙烯树脂基料的分子量进行针对性调整，聚丙烯树脂基料采用丙烯和乙烯的无规共聚物，同时乙烯含量较少，熔体流动速率低，熔体延展性好，改善和提高了聚丙烯树脂制品的熔体强度和熔体延展性，解决了现有技术中普通聚丙烯树脂熔体强度低、吹塑过程中抗熔垂性能较差、采用吹塑工艺制备聚丙烯中空制品时只能吹塑4L以下塑料桶的技术缺陷，采用本发明制备的聚丙烯树脂可以吹塑30-120L的中空制品，熔体强度增加。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在通过以下实施例对本发明的目的予以阐明、解释的情形下，所述适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂的组分均以重量份为通用标准予以释明。在无特别说明的情况下，为简明起见，本发明实施例中所述的“份”与重量份具有相同的意义。
说明：为了便于比较，本发明实施例中的丙烯和乙烯的无规共聚物的制备方法均采用的是BP-Amoco聚丙烯工艺，是本领域公知的方法。
实施例1
将100份乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.2g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.1份的硬脂酸钙、0.2份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例2
将100份乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.3g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.1份的硬脂酸钙、0.2份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例3
将100份乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.2g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.1份的水滑石、0.2份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例4
将100份乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.2g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.05份的硬脂酸钙、0.2份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例5
将100份乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.2g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.3份的硬脂酸钙、0.2份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例6
将100份乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.2g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.1份的硬脂酸钙、0.2份的二-[3,3-二-(3-叔丁基-4-羟基苯基)-丁酸]乙二醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例7
将100份乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.2g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.1份的硬脂酸钙、0.1份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
性能测试：将实施例1-7制得的聚丙烯树脂进行熔体强度和常规力学性能测试，熔体强度在温度为190℃下测得，拉伸强度采用方法为GB/T1040.2-2006，冲击强度采用方法为GB/T1043-2008，热变形温度采用的方法为GB/T1634.1-2004，并将各实施例制得的聚丙烯树脂分别通过挤出吹塑设备进行吹塑60L塑料桶，吹塑采用秦川吹塑机进行，并与常用中空吹塑专用牌号为50100的聚乙烯(50100PE购自卡塔尔石油化工有限公司)进行对比，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0001543105640000051
从表1中的数据可以看出，常用中空吹塑专用牌号为50100的聚乙烯同本发明实施例1～7所得产品对比发现，本发明实施例所得产品的熔体强度高，拉伸强度、冲击强度和热变形温度均比常用中空吹塑专用牌号为50100的聚乙烯优异。由此可见，本发明实施例所采用的聚丙烯树脂基料为丙烯和乙烯的无规共聚物，同时乙烯含量较少，熔体流动速率低，熔体延展性好，所得产品具有较高的熔体强度和较好的熔体延展性，采用本发明的聚丙烯树脂可以吹塑30-120L的中空制品，解决了现有技术中普通聚丙烯树脂熔体强度低、吹塑过程中抗熔垂性能较差、采用吹塑工艺制备聚丙烯中空制品时只能吹塑4L以下塑料桶的技术缺陷。
实施例8
将100份乙烯含量为2.5wt％、熔体流动速率为0.15g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.3份的硬脂酸钙、0.3份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.2份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例9
将100份乙烯含量为1.5wt％、熔体流动速率为0.13g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.2份的硬脂酸钙、0.2份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.15份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
实施例10
将100份乙烯含量为1wt％、熔体流动速率为0.11g/10min的丙烯和乙烯的无规共聚物与0.15份的硬脂酸钙、0.15份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.1份的三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中进行熔融造粒，获得适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂。双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为200r/min，双螺杆挤出机的各区温度为：一区130℃，二区160℃，三区190℃，四区200℃，五区200℃，六区205℃，七区210℃，八区210℃。
性能测试：将实施例8-10制得的聚丙烯树脂进行熔体强度和常规力学性能测试，并将各实施例制得的聚丙烯树脂分别通过挤出吹塑设备进行吹塑60L塑料桶，熔体强度在温度为190℃下测得，吹塑采用秦川吹塑机进行，拉伸强度采用方法为GB/T1040.2-2006，冲击强度采用方法为GB/T1043-2008，热变形温度采用的方法为GB/T1634.1-2004，并与常用中空吹塑专用牌号为50100的聚乙烯(50100PE购自卡塔尔石油化工有限公司)进行对比，测试结果如表2所示：
表2
Figure BDA0001543105640000071
从表2中的数据可以看出，本发明实施例所得产品的熔体强度高，拉伸强度、冲击强度和热变形温度优异。采用本发明的聚丙烯树脂可以吹塑30-120L的中空制品。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种适用于吹塑工艺制备30-120L中空制品的聚丙烯树脂，其特征在于：是由以下重量份的组分制成：
聚丙烯树脂基料 100份；
复合助剂；
所述聚丙烯树脂基料的乙烯含量为3wt％，熔体流动速率为0.2g/10min；
所述复合助剂是由以下重量份的组分制成：
卤素吸收剂 0.1份，
抗氧剂 0.3份；
所述卤素吸收剂为硬脂酸钙、水滑石中的至少一种；
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,3-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的混合物；
所述的适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂的制备方法包括以下步骤：
按所述配比将聚丙烯树脂基料和复合助剂均匀混合，熔融造粒获得所述适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂；
所述熔融造粒采用双螺杆挤出机；
所述双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为100-300r/min；
所述双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区130-135℃，二区150-170℃，三区180-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃。
2.一种权利要求1所述的适用于吹塑工艺制备30-120L中空制品的聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按所述配比将聚丙烯树脂基料和复合助剂均匀混合，熔融造粒获得所述适用于吹塑工艺制备中空制品的聚丙烯树脂；
所述熔融造粒采用双螺杆挤出机；
所述双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为100-300r/min；
所述双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区130-135℃，二区150-170℃，三区180-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃。
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