CN114181489A - 一种高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改性塑料技术领域，特别涉及一种高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，包括步骤：（1）按照质量份数称取各原料：聚丙烯45~65份、硅烷接枝改性剂2~8份、引发剂0.1~2份、热塑性弹性体15~30份、增强填料1~10份、阻燃剂0.5~5份，备用；（2）将聚丙烯、硅烷接枝改性剂和引发剂投入高速混合机内混合15~30min，得到硅烷接枝交联聚丙烯；（3）将硅烷接枝交联聚丙烯与热塑性弹性体、增强填料和阻燃剂混合置于密炼机中进行混炼，然后挤出成型得到高强度阻燃聚丙烯改性塑料。相比于现有技术，本发明解决了目前聚丙烯塑料强度差、阻燃性能差的问题，使聚丙烯塑料成为一种更适用于密封包装有机硅胶的包装材料。

Description

一种高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法
技术领域
本发明涉及改性塑料技术领域，特别涉及一种高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法。
背景技术
随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，有机硅胶产品的应用领域不断扩大，特别是在世界能源危机日益加剧的背景下，作为非石油路线的化工新型材料，有机硅胶愈加显示出其强大的生命力和广阔的发展前景。
一方面，由于有机硅胶特殊的物理、化学性能，在储存、运输、使用过程中需要配备专用的有机硅胶密封包装筒、密封包装桶等系列密封包装产品。有机硅胶密封包材需具有密封性能好、耐候性、防潮卫生、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性。
另一方面，由于有机硅胶密封包装筒体与活塞需紧密配合，以满足密封的需要，又要求与活塞具有一定的间隙，即筒体与活塞之间的配合程度不能太紧密，防止筒体长时间被撑涨而导致开裂，这就要求注塑完成后的有机硅胶包装筒体的锥度维持在一个合理范围区间，从而对有机硅胶密封包材提出了更高的要求。
聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性和良好的高耐磨加工性能等，符合有机硅胶工业材料密封包装的特殊要求等优点。但是未改性的聚丙烯材料存在许多缺陷，例如拉伸强度较低、抗冲击强度相对较弱、阻燃性能差等，很难适应有机硅胶密封包材注塑模具的生产要求，因此限制了其在有机硅胶密封包装上的应用。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，旨在解决目前聚丙烯塑料强度差、阻燃性能差的问题，使聚丙烯塑料成为一种更适用于密封包装有机硅胶的材料。
为实现上述目的，本发明提出了一种高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，包括以下步骤：
（1）按照以下质量份数称取各原料：聚丙烯45~65份、硅烷接枝改性剂2~8份、引发剂0.1~2份、热塑性弹性体15~30份、增强填料1~10份、阻燃剂0.5~5份，备用；
（2）将聚丙烯、硅烷接枝改性剂和引发剂投入高速混合机内混合15~30min，得到硅烷接枝交联聚丙烯；
（3）将得到的硅烷接枝交联聚丙烯与热塑性弹性体、增强填料和阻燃剂混合置于密炼机中进行混炼，然后挤出成型得到高强度阻燃聚丙烯改性塑料；
其中，所述增强填料包括载体、主体材料和表面修饰材料，所述载体为多孔氮化硅，所述主体材料为纳米碳酸钙，所述表面修饰材料为甲基丙烯酸十二酯，所述主体材料分布于所述载体的孔隙中和表面上，所述表面修饰材料形成于所述主体材料的表面；
所述阻燃剂包括质量比为（1.8~2.4）：（2.1~3.2）：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂；所述表面改性三氧化二锑阻燃剂的改性方式是将三氧化二锑加入至十二烷基二甲基氯化铵的无水乙醇溶液中混合反应30~45min，再进行过滤、干燥。
优选地，所述硅烷接枝改性剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种；所述引发剂包括2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-乙炔和1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷。
优选地，所述热塑性弹性体包括聚丙烯-乙烯共聚物和苯乙烯类三元共聚物，所述苯乙烯类三元共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
优选地，所述增强填料的制备方法如下：先将纳米碳酸钙分散于水中，超声分散得到分散液，然后将多孔氮化硅加入至分散液中，搅拌均匀后过滤干燥，得到孔隙中和表面上均分布有纳米碳酸钙的多孔氮化硅，然后将其置于饱和水蒸气中进行保温处理，最后再利用甲基丙烯酸十二酯对其进行表面修饰。
优选地，所述阻燃剂包括质量比为2.1：2.6：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
优选地，所述密炼机包括密炼机主体，所述密炼机主体内部开设有密炼室，密炼室内部连接有翻转混料机构，翻转混料机构包括第一混料件和第二混料件，第一混料件和第二混料件交错设置，密炼机主体上端连通有螺旋进料机构，螺旋进料机构下端与密炼机主体之间连接有支撑柱。
优选地，所述第一混料件包括安装于密炼机主体左侧的第一壳体，第一壳体内部转动连接有第一蜗杆，第一蜗杆一端延伸至第一壳体外端连接有第一混料电机，第一蜗杆上端两侧均啮合连接有第一上蜗轮，两个第一上蜗轮一端连接有第一上绞龙，两个第一上绞龙一端均与密炼室内壁转动连接，第一蜗杆下端中部啮合连接有第一下蜗轮，第一下蜗轮一端连接有第一下绞龙，第一下绞龙一端与密炼室内壁转动连接。
优选地，所述第二混料件包括安装于密炼机主体右侧的第二壳体，第二壳体内部转动连接有第二蜗杆，第二蜗杆一端延伸至第二壳体外端连接有第二混料电机，第二蜗杆上端中部啮合连接有第二上蜗轮，第二上蜗轮一端连接有第二上绞龙，第二上绞龙一端与密炼室内壁转动连接，第二蜗杆下端两侧均啮合连接有第二下蜗轮，两个第二下蜗轮一端均连接有第二下绞龙，两个第二下绞龙一端均与密炼室内壁转动连接。
优选地，所述螺旋进料机构包括进料筒，进料筒内部转动连接有进料绞龙，进料绞龙一端延伸至进料筒外端连接有进料电机，进料筒下端一侧连通有下料管道，下料管道与密炼机主体上端连接，进料筒上端一侧连通有进料管道；所述进料管道上端转动连接有盖板，盖板上端连接有吸尘接管，盖板两侧均连接有腰型架，腰型架内部活动连接有调节旋钮，调节旋钮与进料管道螺纹连接。
优选地，所述密炼室外壁嵌设有水冷管道，水冷管道一端延伸至密炼机主体外端连接有进水口，水冷管道另一端延伸至密炼机主体外端连接有出水口。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1）在本发明的制备方法中，首先，以聚丙烯、硅烷接枝改性剂和引发剂作为原料，在引发剂的作用下硅烷接枝改性剂和聚丙烯发生交联反应，得到硅烷接枝交联聚丙烯，一方面，其能改善聚丙烯塑料的强度、耐热性能等，另一方面，其能改善聚丙烯与填料等的共混性和相容性；其次，将硅烷接枝交联聚丙烯与热塑性弹性体、增强填料、阻燃剂进行密炼，实现共混改性和填充改性，其中，热塑性弹性体可以改善聚丙烯塑料的耐冲击性，增强填料则可以提高聚丙烯塑料的机械强度和耐热性，阻燃剂则提高聚丙烯塑料的阻燃性能。具体的，本发明的增强填料以多孔氮化硅作为载体，在其孔隙和表面分布纳米碳酸钙，然后再于纳米碳酸钙表面采用甲基丙烯酸十二酯进行表面修饰，使得增强填料能显著提高聚丙烯塑料的强度，而且不会造成聚丙烯塑料的应力发白现象。而阻燃剂由含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂以合适的质量比复配而成，其中含磷氮DOPO阻燃剂分子结构中具有刚性较大的环状结构，热稳定性好，而且还同时含有磷和氮，阻燃效果好，且燃烧过程中没有出现多烟的现象，而硅烷改性氢氧化镁也具有很好的阻燃性能，表面改性三氧化二锑则具有阻燃协效性，而且解决了三氧化二锑在聚合物中难以分散均匀的问题，在三者的协同作用下，本发明的阻燃剂在聚丙烯塑料中发挥了最优的阻燃效果。综上，本发明的改性聚丙烯塑料解决了目前聚丙烯塑料强度低且阻燃性差的技术问题，能适应有机硅胶密封包材注塑模具的生产要求；
2）在本发明的制备方法中，采用密炼机对原料进行混炼，在翻转混料机构中，通过第一混料件和第二混料件正反品字形相互交错设置，且通过第一混料件和第二混料件驱动方向相反，从而使得六组绞龙混料充分且均匀，相比于现有两组绞龙混料方式，有效的改善了密炼效果；另外，在螺旋进料机构中，将物料倒入进料管道，然后在进料电机的驱动下，进料绞龙螺旋将物料推进，然后从下料管道排入至密炼室，通过这样的螺旋推进送料方式，能够避免进料时卡料，影响整体混炼密炼效率；除此之外，通过盖板、吸尘接管、腰型架和调节旋钮的设置，在使用时，可以外接吸尘装置将粉尘吸收，同时，盖板的打开角度可以通过调节旋钮和腰型架配合锁紧进行调节，方便现场按需调节，配合吸尘装置回收飘散在密炼机周围的物料粉末，避免对环境和工作人员造成影响。
附图说明
图1为本发明中密炼机的结构示意图。
图2为本发明中密炼机的正视图。
图3为本发明中翻转混料机构的结构示意图。
图4为本发明中第一混料件的结构示意图。
图5为本发明中第二混料件的结构示意图。
图6为本发明中螺旋进料机构的结构示意图。
图7为本发明中腰型架的安装结构示意图。
图8为本发明中进水口的连接结构示意图。
图中：1、密炼机主体；2、密炼室；3、翻转混料机构；31、第一混料件；3101、第一壳体；3102、第一蜗杆；3103、第一混料电机；3104、第一上蜗轮；3105、第一上绞龙；3106、第一下蜗轮；3107、第一下绞龙；32、第二混料件；3201、第二壳体；3202、第二蜗杆；3203、第二混料电机；3204、第二上蜗轮；3205、第二上绞龙；3206、第二下蜗轮；3207、第二下绞龙；4、螺旋进料机构；401、进料筒；402、进料绞龙；403、进料电机；404、下料管道；405、进料管道；5、支撑柱；6、盖板；7、吸尘接管；8、腰型架；9、调节旋钮；10、水冷管道；11、进水口；12、出水口。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
高强度阻燃聚丙烯改性塑料的制备：
（1）按照以下质量份数称取各原料：聚丙烯45份、硅烷接枝改性剂2份、引发剂0.1份、热塑性弹性体15份、增强填料1份、阻燃剂0.5份，备用；
（2）将聚丙烯、硅烷接枝改性剂和引发剂投入高速混合机内混合15~30min，得到硅烷接枝交联聚丙烯；
（3）将得到的硅烷接枝交联聚丙烯与热塑性弹性体、增强填料和阻燃剂混合置于密炼机中进行混炼，然后挤出成型得到高强度阻燃聚丙烯改性塑料；
其中，增强填料包括载体、主体材料和表面修饰材料，载体为多孔氮化硅，主体材料为纳米碳酸钙，表面修饰材料为甲基丙烯酸十二酯，主体材料分布于载体的孔隙中和表面上，表面修饰材料形成于主体材料的表面；具体的，增强填料的制备方法如下：先将纳米碳酸钙分散于水中，超声分散得到分散液，然后将多孔氮化硅加入至分散液中，搅拌均匀后过滤干燥，得到孔隙中和表面上均分布有纳米碳酸钙的多孔氮化硅，然后将其置于饱和水蒸气中进行保温处理，最后再利用甲基丙烯酸十二酯对其进行表面修饰。
阻燃剂包括质量比为1.8：2.1：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂；表面改性三氧化二锑阻燃剂的改性方式是将三氧化二锑加入至十二烷基二甲基氯化铵的无水乙醇溶液中混合反应30~45min，再进行过滤、干燥。
硅烷接枝改性剂包括乙烯基三甲氧基硅烷；引发剂包括2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-乙炔和1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷。
热塑性弹性体包括聚丙烯-乙烯共聚物和苯乙烯类三元共聚物，苯乙烯类三元共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
实施例2
与实施例1不同的是：本实施例的高强度阻燃改性聚丙烯塑料由以下质量份的原料组成：聚丙烯55份、硅烷接枝改性剂5份、引发剂1份、热塑性弹性体22份、增强填料6份、阻燃剂2份。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例3
与实施例1不同的是：本实施例的高强度阻燃改性聚丙烯塑料由以下质量份的原料组成：聚丙烯65份、硅烷接枝改性剂8份、引发剂2份、热塑性弹性体30份、增强填料10份、阻燃剂5份。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例4
与实施例2不同的是：本实施例的阻燃剂包括质量比为2：2.6：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例2，这里不再赘述。
实施例5
与实施例2不同的是：本实施例的阻燃剂包括质量比为2.2：2.8：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例2，这里不再赘述。
实施例6
与实施例1不同的是：本实施例的阻燃剂包括质量比为2.4：3.2：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例7
与实施例5不同的是：本实施例的硅烷接枝改性剂包括乙烯基甲基二甲氧基硅烷。
其余同实施例5，这里不再赘述。
实施例8
与实施例5不同的是：本实施例的硅烷接枝改性剂包括乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷。
其余同实施例5，这里不再赘述。
实施例9
与实施例8不同的是：本实施例的苯乙烯类三元共聚物为苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
其余同实施例5，这里不再赘述。
实施例10
与实施例8不同的是：本实施例的苯乙烯类三元共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
其余同实施例5，这里不再赘述。
对比例1
与实施例1不同的是：本对比例的聚丙烯改性塑料中不包括硅烷接枝改性剂和引发剂，即聚丙烯未经过硅烷接枝改性。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例2
与实施例1不同的是：本对比例的聚丙烯改性塑料中不包括增强填料。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例3
与实施例1不同的是：本对比例的增强填料为纳米碳酸钙。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例4
与实施例1不同的是：本对比例的增强填料包括多孔氮化硅和纳米碳酸钙，纳米碳酸钙分布于多孔氮化硅的孔隙中和表面上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例5
与实施例1不同的是：本对比例的聚丙烯改性塑料中不包括阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例6
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂为含磷氮DOPO阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例7
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂为硅烷改性氢氧化镁阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例8
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂为表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例9
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为1.8：2.1的含磷氮DOPO阻燃剂和硅烷改性氢氧化镁阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例10
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为1.8：1的含磷氮DOPO阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例11
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为2.1：1的硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例12
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为1.5：2.1：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例13
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为1.8：1.8：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例14
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为1.8：2.1：0.8的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例15
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为2.7：2.1：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例16
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为1.8：3.5：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例17
与实施例1不同的是：本对比例的阻燃剂包括质量比为1.8：2.1：1.2的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实验例1
对实施例和对比例制得的改性聚丙烯塑料进行强度测试，具体的，按照ISO527标准进行拉伸强度测试，按照ISO180进行冲击强度测试。测试结果见表1。
表1 强度性能测试结果
Figure 565655DEST_PATH_IMAGE001
由表1的结果可以看出，实施例制得的改性聚丙烯相比于对比例的聚丙烯具有更大的拉伸强度和抗冲击强度，而且不会产生应力发白现象。具体的，由实施例1和对比例对比可知，当聚丙烯塑料制备时未采用硅烷接枝改性剂和引发剂进行接枝交联改性时，其得到的聚丙烯塑料的强度会明显变差，由此表面，本发明采用硅烷接枝改性剂和引发剂对聚丙烯进行接枝交联改性可以显著改善聚丙烯塑料的强度。而由实施例1和对比例2~3对比可以看出，当增强填料为单一的纳米碳酸钙时，其增强效果较差，而当增强填料以多孔氮化硅为载体且孔隙中和表面上分布有纳米碳酸钙时，其增强效果有明显改善，而当增强填料以多孔氮化硅为载体且孔隙中和表面上分布有纳米碳酸钙，且纳米碳酸钙表面还利用甲基丙烯酸十二酯进行修饰时，其增强效果则有了更进一步的改善，而且不发生应力发白现象，由此表明，本发明的增强填料有着非常显著的强度增强效果。
实验例2
对实施例和对比例制得的改性聚丙烯塑料进行阻燃性能测试，具体的，按照GB/T2406-1993进行氧指数测试，按照GB/T8823-2008进行烟密度等级测试，按照ANSIUL-94-1985进行垂直燃烧测试。其中，垂直燃烧试验把材料燃烧等级定为V-2,V-1,V-0和5-V四个级别，其中以V-2为最低阻燃级，5-V级为最高阻燃级。测试结果见表2。
表2 阻燃性能测试结果
Figure 286110DEST_PATH_IMAGE002
由表2的测试结果可以看出，实施例制得的改性聚丙烯塑料相比于对比例制得的聚丙烯塑料具有更高的氧指数、更低的烟密度等级且更优的阻燃性能。具体的，由实施例1和对比例5对比可知，当添加了阻燃剂时，阻燃效果有了明显的改善，由实施例4~6和对比例6~11对比可知，当阻燃剂仅为本发明中阻燃剂中的一种或者两种时，其阻燃效果相对较差，由实施例1和对比例12~17对比可知，当阻燃剂中其中一种组分的质量过少或过多时，其均会对改性聚丙烯塑料的阻燃性能造成影响。由上表明，当且仅当阻燃剂为本发明中的特定质量比例的三种阻燃剂进行复配时，制得的改性聚丙烯塑料阻燃性能才能实现最佳。
虽然以上制备过程中采用的组合物配方解决了目前聚丙烯塑料强度低且阻燃性差的问题，但是现有的密炼机仍然存在有至少以下不足：密炼机在物料混料时，在搅拌的过程中，由于两组绞龙之间的空隙较大，而物料颗粒都比较细小，物料难以搅拌混料均匀，进而导致密炼效果较差。
为此，本发明还提供一种密炼机用于高强度阻燃改性聚丙烯塑料的制备。
如图1-图8，密炼机包括密炼机主体1，密炼机主体1内部开设有密炼室2，密炼室2内部连接有翻转混料机构3，翻转混料机构3包括第一混料件31和第二混料件32，第一混料件31和第二混料件32交错设置，密炼机主体1上端连通有螺旋进料机构4，螺旋进料机构4下端与密炼机主体1之间连接有支撑柱5；通过螺旋进料机构4将物料螺旋导入密炼室2，然后经翻转混料机构3能够将密炼室2内部物料混料均匀，改善密炼效果，支撑柱5能够增加螺旋进料机构4的支撑稳定性。
进一步地，第一混料件31包括安装于密炼机主体1左侧的第一壳体3101，第一壳体3101内部转动连接有第一蜗杆3102，第一蜗杆3102一端延伸至第一壳体3101外端连接有第一混料电机3103，第一蜗杆3102上端两侧均啮合连接有第一上蜗轮3104，两个第一上蜗轮3104一端连接有第一上绞龙3105，两个第一上绞龙3105一端均与密炼室2内壁转动连接，第一蜗杆3102下端中部啮合连接有第一下蜗轮3106，第一下蜗轮3106一端连接有第一下绞龙3107，第一下绞龙3107一端与密炼室2内壁转动连接；通过第一混料电机3103带动第一蜗杆3102转动，使得两个第一上蜗轮3104和一个第一下蜗轮3106同步转动，进而两个第一上绞龙3105和一个第一下绞龙3107同步转动，且两个第一上绞龙3105和一个第一下绞龙3107呈倒品字形结构，从而将物料进行混料。
进一步地，第二混料件32包括安装于密炼机主体1右侧的第二壳体3201，第二壳体3201内部转动连接有第二蜗杆3202，第二蜗杆3202一端延伸至第二壳体3201外端连接有第二混料电机3203，第二蜗杆3202上端中部啮合连接有第二上蜗轮3204，第二上蜗轮3204一端连接有第二上绞龙3205，第二上绞龙3205一端与密炼室2内壁转动连接，第二蜗杆3202下端两侧均啮合连接有第二下蜗轮3206，两个第二下蜗轮3206一端均连接有第二下绞龙3207，两个第二下绞龙3207一端均与密炼室2内壁转动连接；通过第二混料电机3203带动第二蜗杆3202转动，使得一个第二上蜗轮3204和两个第二下蜗轮3206同步转动，进而一个第二上绞龙3205和两个第二下绞龙3207同步转动，且一个第二上绞龙3205和两个第二下绞龙3207呈品字形结构，从而将物料进行混料，优选的第二混料件32与第一混料件31驱动转动方向相反，进而使得物料在六组绞龙之间混料更加均匀。
进一步地，螺旋进料机构4包括进料筒401，进料筒401内部转动连接有进料绞龙402，进料绞龙402一端延伸至进料筒401外端连接有进料电机403，进料筒401下端一侧连通有下料管道404，下料管道404与密炼机主体1上端连接，进料筒401上端一侧连通有进料管道405；通过将物料倒入进料管道405，然后在进料电机403的驱动下，进料绞龙402将物料螺旋推进，然后从下料管道404排入至密炼室2，通过这样的螺旋推进送料方式，能够避免进料时卡料，影响整体混炼密炼效率。
进一步地，进料管道405上端转动连接有盖板6，盖板6上端连接有吸尘接管7，盖板6两侧均连接有腰型架8，腰型架8内部活动连接有调节旋钮9，调节旋钮9与进料管道405螺纹连接；在使用时，可以外接吸尘装置，将吸尘装置的吸尘管与吸尘接管7连接，利用吸尘装置进行吸尘，在上料时，盖板6的开合角度大小，可根据现场实际需要进行调节，通过松动调节旋钮9，然后将盖板6向上翻转适当打开角度后，再拧紧调节旋钮9，从而保持盖板6打开角度不便，配合吸尘装置回收飘散在密炼机周围的物料粉末，避免对环境和工作人员造成影响。
进一步地，密炼室2外壁嵌设有水冷管道10，水冷管道10一端延伸至密炼机主体1外端连接有进水口11，水冷管道10另一端延伸至密炼机主体1外端连接有出水口12；方便将外接水源与水冷管道10连通，优选的，该新型水冷管道10呈循环状，利用外接水源将密炼室2进行快速循环冷却，降低密炼机的温度，提高密炼机的工作效率。
工作原理：在使用时，通过将物料倒入进料管道405，然后在进料电机403的驱动下，进料绞龙402将物料螺旋推进，然后从下料管道404排入至密炼室2，通过第一混料电机3103带动第一蜗杆3102转动，使得两个第一上蜗轮3104和一个第一下蜗轮3106同步转动，进而两个第一上绞龙3105和一个第一下绞龙3107同步转动，且两个第一上绞龙3105和一个第一下绞龙3107呈倒品字形结构，从而将物料进行混料，同时，通过第二混料电机3203带动第二蜗杆3202转动，使得一个第二上蜗轮3204和两个第二下蜗轮3206同步转动，进而一个第二上绞龙3205和两个第二下绞龙3207同步转动，且一个第二上绞龙3205和两个第二下绞龙3207呈品字形结构，从而将物料进行混料，优选的第二混料件32与第一混料件31转动方向相反，进而使得物料在六组绞龙之间混料更加均匀，混料充分且均匀，改善密炼效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照以下质量份数称取各原料：聚丙烯45~65份、硅烷接枝改性剂2~8份、引发剂0.1~2份、热塑性弹性体15~30份、增强填料1~10份、阻燃剂0.5~5份，备用；将聚丙烯、硅烷接枝改性剂和引发剂投入高速混合机内混合15~30min，得到硅烷接枝交联聚丙烯；将得到的硅烷接枝交联聚丙烯与热塑性弹性体、增强填料和阻燃剂混合置于密炼机中进行混炼，然后挤出成型得到高强度阻燃聚丙烯改性塑料；其中，所述增强填料包括载体、主体材料和表面修饰材料，所述载体为多孔氮化硅，所述主体材料为纳米碳酸钙，所述表面修饰材料为甲基丙烯酸十二酯，所述主体材料分布于所述载体的孔隙中和表面上，所述表面修饰材料形成于所述主体材料的表面；所述阻燃剂包括质量比为（1.8~2.4）：（2.1~3.2）：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂；所述表面改性三氧化二锑阻燃剂的改性方式是将三氧化二锑加入至十二烷基二甲基氯化铵的无水乙醇溶液中混合反应30~45min，再进行过滤、干燥。
2.如权利要求1所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述硅烷接枝改性剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种；所述引发剂包括2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-乙炔和1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷。
3.如权利要求1所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体包括聚丙烯-乙烯共聚物和苯乙烯类三元共聚物，所述苯乙烯类三元共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
4.如权利要求1所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述增强填料的制备方法如下：先将纳米碳酸钙分散于水中，超声分散得到分散液，然后将多孔氮化硅加入至分散液中，搅拌均匀后过滤干燥，得到孔隙中和表面上均分布有纳米碳酸钙的多孔氮化硅，然后将其置于饱和水蒸气中进行保温处理，最后再利用甲基丙烯酸十二酯对其进行表面修饰。
5.如权利要求1所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述阻燃剂包括质量比为2.1：2.6：1的含磷氮DOPO阻燃剂、硅烷改性氢氧化镁阻燃剂和表面改性三氧化二锑阻燃剂。
6.如权利要求1所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述密炼机包括密炼机主体（1），所述密炼机主体（1）内部开设有密炼室（2），密炼室（2）内部连接有翻转混料机构（3），翻转混料机构（3）包括第一混料件（31）和第二混料件（32），第一混料件（31）和第二混料件（32）交错设置，密炼机主体（1）上端连通有螺旋进料机构（4），螺旋进料机构（4）下端与密炼机主体（1）之间连接有支撑柱（5）。
7.如权利要求6所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述第一混料件（31）包括安装于密炼机主体（1）左侧的第一壳体（3101），第一壳体（3101）内部转动连接有第一蜗杆（3102），第一蜗杆（3102）一端延伸至第一壳体（3101）外端连接有第一混料电机（3103），第一蜗杆（3102）上端两侧均啮合连接有第一上蜗轮（3104），两个第一上蜗轮（3104）一端连接有第一上绞龙（3105），两个第一上绞龙（3105）一端均与密炼室（2）内壁转动连接，第一蜗杆（3102）下端中部啮合连接有第一下蜗轮（3106），第一下蜗轮（3106）一端连接有第一下绞龙（3107），第一下绞龙（3107）一端与密炼室（2）内壁转动连接。
8.如权利要求6所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述第二混料件（32）包括安装于密炼机主体（1）右侧的第二壳体（3201），第二壳体（3201）内部转动连接有第二蜗杆（3202），第二蜗杆（3202）一端延伸至第二壳体（3201）外端连接有第二混料电机（3203），第二蜗杆（3202）上端中部啮合连接有第二上蜗轮（3204），第二上蜗轮（3204）一端连接有第二上绞龙（3205），第二上绞龙（3205）一端与密炼室（2）内壁转动连接，第二蜗杆（3202）下端两侧均啮合连接有第二下蜗轮（3206），两个第二下蜗轮（3206）一端均连接有第二下绞龙（3207），两个第二下绞龙（3207）一端均与密炼室（2）内壁转动连接。
9.如权利要求6所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述螺旋进料机构（4）包括进料筒（401），进料筒（401）内部转动连接有进料绞龙（402），进料绞龙（402）一端延伸至进料筒（401）外端连接有进料电机（403），进料筒（401）下端一侧连通有下料管道（404），下料管道（404）与密炼机主体（1）上端连接，进料筒（401）上端一侧连通有进料管道（405）；所述进料管道（405）上端转动连接有盖板（6），盖板（6）上端连接有吸尘接管（7），盖板（6）两侧均连接有腰型架（8），腰型架（8）内部活动连接有调节旋钮（9），调节旋钮（9）与进料管道（405）螺纹连接。
10.如权利要求6所述的高强度阻燃聚丙烯改性塑料制备方法，其特征在于，所述密炼室（2）外壁嵌设有水冷管道（10），水冷管道（10）一端延伸至密炼机主体（1）外端连接有进水口（11），水冷管道（10）另一端延伸至密炼机主体（1）外端连接有出水口（12）。
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