CN111704768A - 一种增韧改性pp塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种增韧改性PP塑料及其制备方法，由下述重量份原料制备得到：PP树脂75‑85份、POE树脂5‑12份、抗氧化剂2‑6份、润滑剂0.5‑2份、偶联剂0.5‑3份、石墨烯1‑3份、有机玻璃纤维2‑6份、玻纤相容剂3‑5份、抗静电剂2‑6份、耐寒剂3‑6份、长碳纤维4‑6份、钛白粉2‑5份、纳米硅石灰3‑8份，本发明通过制备过程中加入有机玻璃纤维，增强效果好，加入钛白粉和纳米硅石灰，提高了PP的强度和韧性，改善了PP塑料的力学特性，且在制备过程中通过添加改性氧石墨烯作为刚性填充粒子与PP混合造粒，得到耐冲击、抗老化的改性PP，且经过此种工艺制备的pp塑料弯曲性能和拉伸性均得到提升。

Description

一种增韧改性PP塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及PP塑料生产技术领域，具体涉及一种增韧改性PP塑料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯树脂，英文名Poly propylene(PP)，聚丙烯树脂是一种半结晶的热塑性塑料。具有较小的密度约0.91g/cm3、较高的强度和耐高温腐蚀等优良性能，同时还具有良好的透明性和电绝缘性，PP广泛应用于工业、农业、医疗、日常用品和包装等众多领域中。
聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折106次而不损坏。但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以抗冲击强度较差，因此限制了其使用。PP塑料在生产过程中需要进行挤出，然而现有的挤出设备结构相对复杂，生产成本高，电力损耗大，同时挤出的效果并不优异。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增韧改性PP塑料及其制备方法，解决以下技术问题：(1)通过制备过程中加入有机玻璃纤维，增强效果好，加入钛白粉和纳米硅石灰，提高了PP的强度和韧性，改善了PP塑料的力学特性，且在制备过程中通过添加改性氧石墨烯作为刚性填充粒子与PP混合造粒，得到耐冲击、抗老化的改性PP，且经过此种工艺制备的pp塑料弯曲性能和拉伸性均得到提升，其应用范围也更加广泛，根据HG/T 3849-2008测定，该增韧改性PP塑料的拉伸强度为75-95MPa，解决现有技术中PP塑料的拉伸强度较差的技术问题；(2)通过共混合物通过入料斗进入搅拌箱内，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动第三皮带轮、第四皮带轮转动，第四皮带轮通过皮带带动第五皮带轮转动，第五皮带轮带动连接杆转动连接杆带动搅拌片转动，搅拌片对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体内，并通过引导板的引导从两个挤出筒上的开口进入挤出筒内，第三皮带轮通过皮带带动第一皮带轮、第二皮带轮转动，进而通过两个花键轴带动两个挤出螺杆转动，挤出螺杆将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料，解决现有技术中的挤出设备结构复杂，生产成本高，电力损耗大，同时挤出效果存在一定的差异的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种增韧改性PP塑料，由下述重量份原料制备得到：PP树脂75-85份、POE树脂5-12份、抗氧化剂2-6份、润滑剂0.5-2份、偶联剂0.5-3份、石墨烯1-3份、有机玻璃纤维2-6份、玻纤相容剂3-5份、抗静电剂2-6份、耐寒剂3-6份、长碳纤维4-6份、钛白粉2-5份、纳米硅石灰3-8份；
其中，该增韧改性PP塑料通过下述步骤制备得到：
步骤一：将PP树脂和POE树脂烘烤，备用；
步骤二：将抗氧化剂、润滑剂、偶联剂、石墨烯、有机玻璃纤维、玻纤相容剂、抗静电剂、耐寒剂、长碳纤维、钛白粉、纳米硅石灰以及上述烘烤后的PP树脂和POE加入高速混合机中高速搅拌得到共混合物；
步骤三：将共混合物放入挤出设备的入料斗内，共混合物通过入料斗进入搅拌箱内，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动第三皮带轮、第四皮带轮转动，第四皮带轮通过皮带带动第五皮带轮转动，第五皮带轮带动连接杆转动连接杆带动搅拌片转动，搅拌片对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体内，并通过引导板的引导从两个挤出筒上的开口进入挤出筒内，第三皮带轮通过皮带带动第一皮带轮、第二皮带轮转动，进而通过两个花键轴带动两个挤出螺杆转动，挤出螺杆将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料。
挤出设备包括侧板、搅拌箱、壳体、熔融腔，壳体设置于搅拌箱下方，搅拌箱顶部安装有入料斗，入料斗底部连通搅拌箱顶部，侧板上开设有凹槽，壳体固定于侧板开设凹槽一侧，侧板上的凹槽内设置有第三皮带轮，第三皮带轮通过皮带传动连接第一皮带轮、第二皮带轮，第一皮带轮、第二皮带轮均转动设置于侧板上的凹槽内，第一皮带轮、第二皮带轮上均同轴安装有花键套，所述第三皮带轮上同轴安装有第四皮带轮，第四皮带轮通过皮带传动连接第五皮带轮，第五皮带轮套设于连接杆端部，连接杆贯穿搅拌箱一侧壁，搅拌箱上安装有若干搅拌片，若干搅拌片等间距安装于搅拌箱上，连接杆远离第五皮带轮一端转动连接搅拌箱内壁，所述搅拌箱底部连通壳体顶部，所述壳体内设置有引导板，所述引导板下方设置有两个挤出筒，挤出筒上开设有开口，引导板底部延伸至挤出筒上开口位置，挤出筒内转动设置有挤出螺杆，挤出螺杆一端安装有花键轴，所述花键轴设置于壳体外，所述花键轴与花键套配合卡接，壳体下方设置有驱动电机，驱动电机输出轴连接第三皮带轮、第四皮带轮，两个挤出筒贯穿熔融腔，两个挤出筒位于熔融腔内的表面安装有铸铝加热片。
进一步的，步骤一中PP树脂和POE树脂烘干时间为1-3h，烘烤温度为85-90℃。
进一步的，步骤二中高速混合机的搅拌次数为5-8次，每次搅拌时间为10-15min。
进一步的，步骤三中铸铝加热片的加热温度为180-220℃。
进一步的，挤出设备的工作过程如下：将共混合物放入入料斗内，共混合物通过入料斗进入搅拌箱内，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动第三皮带轮、第四皮带轮转动，第四皮带轮通过皮带带动第五皮带轮转动，第五皮带轮带动连接杆转动连接杆带动搅拌片转动，搅拌片对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体内，并通过引导板的引导从两个挤出筒上的开口进入挤出筒内，第三皮带轮通过皮带带动第一皮带轮、第二皮带轮转动，进而通过两个花键轴带动两个挤出螺杆转动，挤出螺杆将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料。
本发明的有益效果：
(1)本发明的一种增韧改性PP塑料及其制备方法，通过制备过程中加入有机玻璃纤维，增强效果好，加入钛白粉和纳米硅石灰，提高了PP的强度和韧性，改善了PP塑料的力学特性，且在制备过程中通过添加改性氧石墨烯作为刚性填充粒子与PP混合造粒，得到耐冲击、抗老化的改性PP，且经过此种工艺制备的pp塑料弯曲性能和拉伸性均得到提升，其应用范围也更加广泛，根据HG/T3849-2008测定，该增韧改性PP塑料的拉伸强度为75-95MPa；
(2)共混合物通过入料斗进入搅拌箱内，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动第三皮带轮、第四皮带轮转动，第四皮带轮通过皮带带动第五皮带轮转动，第五皮带轮带动连接杆转动连接杆带动搅拌片转动，搅拌片对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体内，并通过引导板的引导从两个挤出筒上的开口进入挤出筒内，第三皮带轮通过皮带带动第一皮带轮、第二皮带轮转动，进而通过两个花键轴带动两个挤出螺杆转动，挤出螺杆将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料，通过五个皮带轮的设计，使得驱动电机可以通过传动关系带动两个挤出螺杆以及连接杆同时转动，在满足双挤出的同时对共混合物在挤出前再次进行搅拌，提高PP塑料挤出前的共混效果，同时只需要单独的驱动电机设计即可完成，该挤出设备的结构简单，电力损耗成本低，具有一定的经济效益。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明挤出设备的结构示意图；
图2是本发明搅拌箱的内部结构图；
图3是本发明壳体的内部结构图；
图4是本发明侧板的侧视图；
图5是本发明熔融腔的内部结构图。
图中：1、侧板；2、搅拌箱；3、壳体；4、熔融腔；5、入料斗；6、连接杆；7、搅拌片；8、挤出筒；9、引导板；10、挤出螺杆；11、花键轴；12、第一皮带轮；13、第二皮带轮；14、第三皮带轮；15、第四皮带轮；16、花键套；17、第五皮带轮；18、驱动电机；19、铸铝加热片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示
实施例1
一种增韧改性PP塑料，由下述重量份原料制备得到：PP树脂75份、POE树脂5份、抗氧化剂2份、润滑剂0.5份、偶联剂0.5份、石墨烯1份、有机玻璃纤维2份、玻纤相容剂3份、抗静电剂2份、耐寒剂3份、长碳纤维4份、钛白粉2份、纳米硅石灰3份；
其中，该增韧改性PP塑料通过下述步骤制备得到：
步骤一：将PP树脂和POE树脂烘烤，备用；
步骤二：将抗氧化剂、润滑剂、偶联剂、石墨烯、有机玻璃纤维、玻纤相容剂、抗静电剂、耐寒剂、长碳纤维、钛白粉、纳米硅石灰以及上述烘烤后的PP树脂和POE加入高速混合机中高速搅拌得到共混合物；
步骤三：将共混合物放入挤出设备的入料斗5内，共混合物通过入料斗5进入搅拌箱2内，开启驱动电机18，驱动电机18输出轴带动第三皮带轮14、第四皮带轮15转动，第四皮带轮15通过皮带带动第五皮带轮17转动，第五皮带轮17带动连接杆6转动连接杆6带动搅拌片7转动，搅拌片7对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体3内，并通过引导板9的引导从两个挤出筒8上的开口进入挤出筒8内，第三皮带轮14通过皮带带动第一皮带轮12、第二皮带轮13转动，进而通过两个花键轴11带动两个挤出螺杆10转动，挤出螺杆10将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料。
具体的，步骤一中PP树脂和POE树脂烘干时间为1h，烘烤温度为85℃。步骤二中高速混合机的搅拌次数为5次，每次搅拌时间为10min。步骤三中铸铝加热片的加热温度为180℃。
实施例1中的一种增韧改性PP塑料的拉伸强度为75MPa。
实施例2
一种增韧改性PP塑料，由下述重量份原料制备得到：PP树脂85份、POE树脂12份、抗氧化剂6份、润滑剂2份、偶联剂3份、石墨烯3份、有机玻璃纤维6份、玻纤相容剂5份、抗静电剂6份、耐寒剂6份、长碳纤维6份、钛白粉5份、纳米硅石灰8份；
具体的，步骤一中PP树脂和POE树脂烘干时间为3h，烘烤温度为90℃。步骤二中高速混合机的搅拌次数为8次，每次搅拌时间为15min。步骤三中铸铝加热片的加热温度为220℃。
实施例2的一种增韧改性PP塑料的拉伸强度为95MPa。
挤出设备包括侧板1、搅拌箱2、壳体3、熔融腔4，壳体3设置于搅拌箱2下方，搅拌箱2顶部安装有入料斗5，入料斗5底部连通搅拌箱2顶部，侧板1上开设有凹槽，壳体3固定于侧板1开设凹槽一侧，侧板1上的凹槽内设置有第三皮带轮14，第三皮带轮14通过皮带传动连接第一皮带轮12、第二皮带轮13，第一皮带轮12、第二皮带轮13均转动设置于侧板1上的凹槽内，第一皮带轮12、第二皮带轮13上均同轴安装有花键套16，所述第三皮带轮14上同轴安装有第四皮带轮15，第四皮带轮15通过皮带传动连接第五皮带轮17，第五皮带轮17套设于连接杆6端部，连接杆6贯穿搅拌箱2一侧壁，搅拌箱2上安装有若干搅拌片7，若干搅拌片7等间距安装于搅拌箱2上，连接杆6远离第五皮带轮17一端转动连接搅拌箱2内壁，所述搅拌箱2底部连通壳体3顶部，所述壳体3内设置有引导板9，所述引导板9下方设置有两个挤出筒8，挤出筒8上开设有开口，引导板9底部延伸至挤出筒8上开口位置，挤出筒8内转动设置有挤出螺杆10，挤出螺杆10一端安装有花键轴11，所述花键轴11设置于壳体3外，所述花键轴11与花键套16配合卡接，壳体3下方设置有驱动电机18，驱动电机18输出轴连接第三皮带轮14、第四皮带轮15，两个挤出筒8贯穿熔融腔4，两个挤出筒8位于熔融腔4内的表面安装有铸铝加热片19。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种增韧改性PP塑料，其特征在于，由下述重量份原料制备得到：PP树脂75-85份、POE树脂5-12份、抗氧化剂2-6份、润滑剂0.5-2份、偶联剂0.5-3份、石墨烯1-3份、有机玻璃纤维2-6份、玻纤相容剂3-5份、抗静电剂2-6份、耐寒剂3-6份、长碳纤维4-6份、钛白粉2-5份、纳米硅石灰3-8份；
其中，该增韧改性PP塑料通过下述步骤制备得到：
步骤一：将PP树脂和POE树脂烘烤，备用；
步骤二：将抗氧化剂、润滑剂、偶联剂、石墨烯、有机玻璃纤维、玻纤相容剂、抗静电剂、耐寒剂、长碳纤维、钛白粉、纳米硅石灰以及上述烘烤后的PP树脂和POE加入高速混合机中高速搅拌得到共混合物；
步骤三：将共混合物放入挤出设备的入料斗内，共混合物通过入料斗进入搅拌箱内，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动第三皮带轮、第四皮带轮转动，第四皮带轮通过皮带带动第五皮带轮转动，第五皮带轮带动连接杆转动连接杆带动搅拌片转动，搅拌片对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体内，并通过引导板的引导从两个挤出筒上的开口进入挤出筒内，第三皮带轮通过皮带带动第一皮带轮、第二皮带轮转动，进而通过两个花键轴带动两个挤出螺杆转动，挤出螺杆将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料。
2.根据权利要求1所述的一种增韧改性PP塑料,其特征在于，由下述重量份原料制备得到：PP树脂75份、POE树脂5份、抗氧化剂2份、润滑剂0.5份、偶联剂0.5份、石墨烯1份、有机玻璃纤维2份、玻纤相容剂3份、抗静电剂2份、耐寒剂3份、长碳纤维4份、钛白粉2份、纳米硅石灰3份。
3.一种增韧改性PP塑料的制备方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将PP树脂和POE树脂烘烤，备用；
步骤二：将抗氧化剂、润滑剂、偶联剂、石墨烯、有机玻璃纤维、玻纤相容剂、抗静电剂、耐寒剂、长碳纤维、钛白粉、纳米硅石灰以及上述烘烤后的PP树脂和POE加入高速混合机中高速搅拌得到共混合物；
步骤三：将共混合物放入挤出设备的入料斗内，共混合物通过入料斗进入搅拌箱内，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动第三皮带轮、第四皮带轮转动，第四皮带轮通过皮带带动第五皮带轮转动，第五皮带轮带动连接杆转动连接杆带动搅拌片转动，搅拌片对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体内，并通过引导板的引导从两个挤出筒上的开口进入挤出筒内，第三皮带轮通过皮带带动第一皮带轮、第二皮带轮转动，进而通过两个花键轴带动两个挤出螺杆转动，挤出螺杆将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料。
4.根据权利要求3所述的一种增韧改性PP塑料的制备方法,其特征在于，步骤一中PP树脂和POE树脂烘干时间为1-3h，烘烤温度为85-90℃。
5.根据权利要求3所述的一种增韧改性PP塑料的制备方法,其特征在于，步骤二中高速混合机的搅拌次数为5-8次，每次搅拌时间为10-15min。
6.根据权利要求3所述的一种增韧改性PP塑料的制备方法,其特征在于，步骤三中铸铝加热片的加热温度为180-220℃。
7.根据权利要求3所述的一种增韧改性PP塑料的制备方法,其特征在于，挤出设备的工作过程如下：将共混合物放入入料斗内，共混合物通过入料斗进入搅拌箱内，开启驱动电机，驱动电机输出轴带动第三皮带轮、第四皮带轮转动，第四皮带轮通过皮带带动第五皮带轮转动，第五皮带轮带动连接杆转动连接杆带动搅拌片转动，搅拌片对共混合物挤出前进行搅拌，搅拌后共混合物进入壳体内，并通过引导板的引导从两个挤出筒上的开口进入挤出筒内，第三皮带轮通过皮带带动第一皮带轮、第二皮带轮转动，进而通过两个花键轴带动两个挤出螺杆转动，挤出螺杆将共混合物熔融挤出，得到高强度增韧性改性PP塑料。
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