CN114539674B - 适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泡沫塑料领域，用于解决现有的聚丙烯材料发泡温度区间过窄，热学性能不佳，导致聚丙烯材料发泡性能差，通过对聚丙烯材料进行常规发泡处理难以获得聚丙烯材料泡沫的问题，具体为适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒及其制备方法，该聚丙烯色母粒中的改性玻纤是由玻璃纤维改性而来，玻璃纤维具有耐热性强、机械强度高的优点，通过添加改性玻纤不仅能够提升发泡聚丙烯的热稳定性，同时也能提升发泡聚丙烯的机械性能，从而提升了发泡聚丙烯的适用范围，通过添加增强剂，增强剂能够大幅度改善发泡聚丙烯的热稳定性能和阻燃性能，从而扩大了发泡聚丙烯的发泡温度区间，进而提高了发泡聚丙烯的发泡性能。

Description

适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及泡沫塑料领域，具体涉及适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒及其制备方法。
背景技术
泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐和价格低廉等优点，泡沫塑料的主要品种包括聚苯乙烯、聚氨酯和聚烯烃三大类，广泛用于生产生活中的各方面，随着近年来人们环保意识的增强，聚氨酯泡沫在发泡过程中会产生有毒的异氰酸酯残留物，产品废弃物难以处理，焚烧释放有害气体等缺点逐渐受到了人们的重视，而作为聚烯烃泡沫塑料之一的发泡聚丙烯材料，与聚氯乙烯、聚苯乙烯相比，拥有更好的拉伸性能，此外还具有价格低廉、机械性能良好，易于降解回收等优点，在包装、保温材料方面具有明显优势，并且逐渐取代了传统发泡聚苯乙烯材料，应用前景广泛；
但是，由于聚丙烯材料发泡温度区间过窄，热学性能不佳，导致聚丙烯材料发泡性能差，通过对聚丙烯材料进行常规发泡处理难以获得聚丙烯材料泡沫，因此，亟需一种适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒及其制备方法来解决以上问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒及其制备方法：是通过将聚丙烯、聚乙烯、分散剂、改性玻纤以及增强剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入至双螺杆挤出机中将混合料充分熔融混合，之后加入发泡剂继续熔融混合，得到发泡料，将发泡料在水下切粒机模板处被切粒，将切出的颗粒干燥，之后按照粒径分类、包装，得到该适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒，解决了现有的聚丙烯材料发泡温度区间过窄，热学性能不佳，导致聚丙烯材料发泡性能差，通过对聚丙烯材料进行常规发泡处理难以获得聚丙烯材料泡沫的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒，包括以下重量份组分：
聚丙烯80-120份、聚乙烯25-35份、发泡剂2-8份、分散剂2-6份、改性玻纤5-15份以及增强剂8-24份；
所述改性玻纤由以下步骤制备得到：
A1：将过氧化氢溶液、氨水以及去离子水混合均匀，得到混合液，将玻璃纤维、混合液加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为20-25℃，搅拌速率为250-350r/min的条件下搅拌4-5h，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗至pH为7，之后放置于真空干燥箱中，在温度为100-110℃的条件下烘干3-4h，得到预处理玻纤；
A2：将预处理玻纤、过氧化氢溶液加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为20-25℃，搅拌速率为250-350r/min的条件下边搅拌边逐滴加入乙酸，控制滴加速率为1-2滴/s，直至pH调节至4-5，之后加入硅烷偶联剂继续搅拌10-30min，之后升温至60-65℃的条件下搅拌反应4-5h，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗至pH为7，之后放置于真空干燥箱中，在温度为85-90℃的条件下烘干3-4h，得到改性玻纤；
反应原理如下：
未处理的玻璃纤维表面存在大量有机胶，胶体表面的化学键使纤维之间粘结成束，进而造成其在基体中的分散性较差，在材料断裂过程中不能很好地传递应力，会削弱基体添加填料后的改善程度，因此，使用混合液进行预处理，之后再用硅烷偶联剂进行偶联反应，硅烷偶联剂接枝到玻璃纤维表面后去除玻璃纤维表面上的羟基的同时提高了玻璃纤维与有机物的相容性。
作为本发明进一步的方案：步骤A1中的所述过氧化氢溶液、氨水、去离子水以及玻璃纤维的用量比为10mL：10mL：80mL：30g，所述过氧化氢溶液的体积分数为30％，所述氨水的质量分数为15-20％。
作为本发明进一步的方案：步骤A2中的所述预处理玻纤、过氧化氢溶液以及硅烷偶联剂的用量比10g：80-100mL：0.3-1.2g，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560以及硅烷偶联剂KH-570中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述增强剂的制备方法，包括以下步骤：
B1：将丙烯酰胺、二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为-5-0℃，搅拌速率为200-300r/min的条件下搅拌10-20min，之后边搅拌边逐滴加入苯膦酰二氯溶液，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后升温至50-55℃的条件下继续搅拌反应10-12h，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，将蒸发产物用三氯甲烷重结晶，得到中间体1；
反应原理如下：
利用丙烯酰胺与苯膦酰二氯反应，苯膦酰二氯上的氯原子与丙烯酰胺上的氨基发生亲核取代反应，从而将烯基和酰胺键引入苯膦酰二氯分子上，得到中间体1；
B2：将对硝基苯甲醛、醋酸酐以及丙酸加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为100-200r/min的条件下边搅拌边升温至回流反应30-40min，之后加入新蒸吡咯并继续回流反应30-50min，反应结束后将反应产物冷却至室温并避光静置20-30h，之后抽真空抽滤，将滤饼中加入吡啶后升温至回流反应1-2h，之后降温至0℃以下静置10-15h，之后真空抽滤，将滤饼用丙酮洗涤3-5次，之后放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体2；
反应原理如下：
利用醋酸酐为催化剂，将对硝基苯甲醛与吡咯进行加热缩合反应，生成含有四个硝基的苯基卟啉类化合物，得到中间体2；
B3：将中间体2、浓盐酸加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20-25℃，搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌反应1-2h，之后边搅拌边逐滴加入水合氯化亚锡溶液，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后升温至75-80℃的条件下继续搅拌反应0.5-1.5h，反应结束后将反应产物降温至20-25℃，之后用氨水调节pH为8-9，之后用氯仿萃取2-3次，合并萃取液并将其旋转蒸发至干燥，之后将蒸发产物放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体3；
利用水合氯化亚锡与中间体2反应，水合氯化亚锡将中间体2上的硝基还原成氨基，得到中间体3；
B4：将中间体1、中间体3以及无水甲醇加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20-25℃，搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌反应40-60min，之后升温至45-50℃的条件下继续搅拌反应13-15h，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，得到中间体4；
反应原理如下：
利用中间体1与中间体3反应，中间体3上的氨基与中间体1上的烯基发生迈克尔加成反应，从而将中间体1与中间体3相互联结形成网络结构的中间体4；
B5：将中间体4、三氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为0-5℃，搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌反应20-30min，之后边搅拌边同时逐滴加入三氯氧磷溶液和三乙胺，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应2-3h，之后升温至50-60℃的条件下继续搅拌反应6-7h，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤饼用甲苯、蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体5；
反应原理如下：
利用中间体4与三氯氧磷反应，三氯氧磷上的氯原子与中间体4上的氨基发生亲核取代反应，从而引入含氯有机磷，得到中间体5；
B6：将中间体5、乙腈以及2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为60-65℃，搅拌速率为250-350r/min的条件下搅拌反应2-3h，之后升温至85-90℃的条件下回流反应20-30h，反应结束后趁热过滤，将滤饼放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到增强剂。
反应原理如下：
利用中间体5与2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物反应，中间体5上的氯原子与2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物上的氢基发生亲核取代反应，引入有机磷的同时去除了中间体5上的氯原子，得到一种无卤且含有大量有机磷、有机氮以及杂环的增强剂。
作为本发明进一步的方案：步骤B1中的所述丙烯酰胺、二氯甲烷、苯膦酰二氯溶液的用量比为0.2mol：120-150mL：100mL，所述苯膦酰二氯溶液为苯膦酰二氯按照10mmol：10mL溶解于二氯甲烷所形成的溶液。
作为本发明进一步的方案：步骤B2中的所述对硝基苯甲醛、醋酸酐、丙酸、吡咯以及吡啶的用量比为10mmol：20mmol：50-60mL：10mmol：40-50mL。
作为本发明进一步的方案：步骤B3中的所述中间体2、浓盐酸、水合氯化亚锡溶液的用量比为1mmol：40-50mL：50-60mL，所述水合氯化亚锡溶液为水合氯化亚锡按照3-4mmol：10-12mL溶解于浓盐酸所形成的溶液，所述浓盐酸的质量分数为36-38％，所述氨水的质量分数为25-28％。
作为本发明进一步的方案：步骤B4中的所述中间体1、中间体3以及无水甲醇的用量比为40mmol：20mmol：100-120mL。
作为本发明进一步的方案：步骤B5中的所述中间体4、三氯甲烷、三氯氧磷溶液以及三乙胺的用量比为10mmol：100-150mL：50-60mL：40mmol，所述三氯氧磷溶液为三氯氧磷按照10mmol：10mL溶解于三氯甲烷所形成的溶液。
作为本发明进一步的方案：步骤B6中的所述中间体5、乙腈以及2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物的用量比为10mmol：50-80mmol：150-200mL。
作为本发明进一步的方案：适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取聚丙烯80-120份、聚乙烯25-35份、发泡剂2-8份、分散剂2-6份、改性玻纤5-15份以及增强剂8-24份，备用；
步骤二：将聚丙烯、聚乙烯、分散剂、改性玻纤以及增强剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料；
步骤三：将混合料加入至双螺杆挤出机中将混合料充分熔融混合，之后加入发泡剂继续熔融混合，得到发泡料；
步骤四：将发泡料在水下切粒机模板处被切粒，将切出的颗粒干燥，之后按照粒径分类、包装，得到该适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒。
作为本发明进一步的方案：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯中的一种；所述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种。
本发明的有益效果如下：
本发明的适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒及其制备方法，是通过将聚丙烯、聚乙烯、分散剂、改性玻纤以及增强剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入至双螺杆挤出机中将混合料充分熔融混合，之后加入发泡剂继续熔融混合，得到发泡料，将发泡料在水下切粒机模板处被切粒，将切出的颗粒干燥，之后按照粒径分类、包装，得到该适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒；其中的改性玻纤是由玻璃纤维改性而来，玻璃纤维具有耐热性强、机械强度高的优点，通过添加改性玻纤不仅能够提升发泡聚丙烯的热稳定性，同时也能提升发泡聚丙烯的机械性能，从而提升了发泡聚丙烯的适用范围，通过添加增强剂，增强剂能够大幅度改善发泡聚丙烯的热稳定性能和阻燃性能，从而扩大了发泡聚丙烯的发泡温度区间，进而提高了发泡聚丙烯的发泡性能；
在制备该高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒的过程中也制备了一种改性玻纤，将过氧化氢溶液、氨水以及去离子水混合均匀，得到混合液，将玻璃纤维加入至混合液中处理，得到预处理玻纤，将预处理玻纤与硅烷偶联剂反应，得到改性玻纤，使用混合液将玻璃纤维表面存在的大量有机胶进行洗涤处理，之后再用硅烷偶联剂进行偶联反应，硅烷偶联剂接枝到玻璃纤维表面后去除玻璃纤维表面上的羟基的同时提高了玻璃纤维与有机物的相容性，从而提升了玻璃纤维对发泡聚丙烯的性能改善效果；
在制备该高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒的过程中还制备了一种增强剂，利用丙烯酰胺与苯膦酰二氯反应，从而将烯基和酰胺键引入苯膦酰二氯分子上，得到中间体1，将对硝基苯甲醛与吡咯进行加热缩合反应，生成含有四个硝基、苯基卟啉类的中间体2，利用水合氯化亚锡与中间体2反应将中间体2上的硝基还原成氨基，得到中间体3，利用中间体1与中间体3反应，从而将中间体1与中间体3相互联结形成网络结构的中间体4，利用中间体4与三氯氧磷反应，从而引入含氯有机磷，得到中间体5，利用中间体5与2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物反应，引入有机磷的同时去除了中间体5上的氯原子，得到增强剂，该增强剂的分子上含有大量有机磷、有机氮以及环类基团，引入氮磷元素与碳原子连接，降低了碳碳键的数量，提升了键能，提高了其热稳定性，而且环类基团稳定性高，进一步的提升了发泡聚丙烯的热稳定性，同时有机磷氮的引入提高了发泡聚丙烯的阻燃性能，受热时能够吸收大量的热量，提高了发泡聚丙烯的燃烧温度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1：
本实施例为一种改性玻纤的制备方法，包括以下步骤：
A1：将10mL体积分数为30％的过氧化氢溶液、10mL质量分数为15％的氨水以及80mL去离子水混合均匀，得到混合液，将30g玻璃纤维、混合液加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为20℃，搅拌速率为250r/min的条件下搅拌4h，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗至pH为7，之后放置于真空干燥箱中，在温度为100℃的条件下烘干3h，得到预处理玻纤；
A2：将10g预处理玻纤、80mL体积分数为30％的过氧化氢溶液加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为20℃，搅拌速率为250r/min的条件下边搅拌边逐滴加入乙酸，控制滴加速率为1滴/s，直至pH调节至4，之后加入0.3g硅烷偶联剂KH-550继续搅拌10min，之后升温至60℃的条件下搅拌反应4h，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗至pH为7，之后放置于真空干燥箱中，在温度为85℃的条件下烘干3h，得到改性玻纤。
实施例2：
本实施例为一种改性玻纤的制备方法，包括以下步骤：
A1：将10mL体积分数为30％的过氧化氢溶液、10mL质量分数为20％的氨水以及80mL去离子水混合均匀，得到混合液，将30g玻璃纤维、混合液加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为25℃，搅拌速率为350r/min的条件下搅拌5h，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗至pH为7，之后放置于真空干燥箱中，在温度为110℃的条件下烘干4h，得到预处理玻纤；
A2：将10g预处理玻纤、100mL体积分数为30％的过氧化氢溶液加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为25℃，搅拌速率为350r/min的条件下边搅拌边逐滴加入乙酸，控制滴加速率为2滴/s，直至pH调节至5，之后加入1.2g硅烷偶联剂KH-560继续搅拌30min，之后升温至65℃的条件下搅拌反应5h，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗至pH为7，之后放置于真空干燥箱中，在温度为90℃的条件下烘干4h，得到改性玻纤。
实施例3：
本实施例为一种增强剂的制备方法，包括以下步骤：
B1：将0.2mol丙烯酰胺、120mL二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为-5℃，搅拌速率为200r/min的条件下搅拌10min，之后边搅拌边逐滴加入100mL苯膦酰二氯按照10mmol：10mL溶解于二氯甲烷所形成的苯膦酰二氯溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后升温至50℃的条件下继续搅拌反应10h，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，将蒸发产物用三氯甲烷重结晶，得到中间体1；
B2：将10mmol对硝基苯甲醛、20mmol醋酸酐以及50mL丙酸加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为100r/min的条件下边搅拌边升温至回流反应30min，之后加入10mmol新蒸吡咯并继续回流反应30min，反应结束后将反应产物冷却至室温并避光静置20h，之后抽真空抽滤，将滤饼中加入40mL吡啶后升温至回流反应1h，之后降温至0℃以下静置10h，之后真空抽滤，将滤饼用丙酮洗涤3次，之后放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体2；
B3：将1mmol中间体2、40mL质量分数为36％的浓盐酸加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应1h，之后边搅拌边逐滴加入50mL水合氯化亚锡按照3mmol：10mL溶解于浓盐酸所形成的水合氯化亚锡溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后升温至75℃的条件下继续搅拌反应0.5h，反应结束后将反应产物降温至20℃，之后用质量分数为25％的氨水调节pH为8，之后用氯仿萃取2次，合并萃取液并将其旋转蒸发至干燥，之后将蒸发产物放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体3；
B4：将40mmol中间体1、20mmol中间体3以及100mL无水甲醇加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应40min，之后升温至45℃的条件下继续搅拌反应13h，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，得到中间体4；
B5：将10mmol中间体4、100mL三氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为0℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应20min，之后边搅拌边同时逐滴加入50mL三氯氧磷按照10mmol：10mL溶解于三氯甲烷所形成的三氯氧磷溶液和40mmol三乙胺，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应2h，之后升温至50℃的条件下继续搅拌反应6h，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤饼用甲苯、蒸馏水洗涤2次，之后放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体5；
B6：将10mmol中间体5、50mmol乙腈以及150mL2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为60℃，搅拌速率为250r/min的条件下搅拌反应2h，之后升温至85℃的条件下回流反应20h，反应结束后趁热过滤，将滤饼放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到增强剂。
实施例4：
本实施例为一种增强剂的制备方法，包括以下步骤：
B1：将0.2mol丙烯酰胺、150mL二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为0℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌20min，之后边搅拌边逐滴加入100mL苯膦酰二氯按照10mmol：10mL溶解于二氯甲烷所形成的苯膦酰二氯溶液，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后升温至55℃的条件下继续搅拌反应12h，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，将蒸发产物用三氯甲烷重结晶，得到中间体1；
B2：将10mmol对硝基苯甲醛、20mmol醋酸酐以及60mL丙酸加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为200r/min的条件下边搅拌边升温至回流反应40min，之后加入10mmol新蒸吡咯并继续回流反应50min，反应结束后将反应产物冷却至室温并避光静置30h，之后抽真空抽滤，将滤饼中加入50mL吡啶后升温至回流反应2h，之后降温至0℃以下静置15h，之后真空抽滤，将滤饼用丙酮洗涤5次，之后放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体2；
B3：将1mmol中间体2、50mL质量分数为38％的浓盐酸加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为25℃，搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应2h，之后边搅拌边逐滴加入60mL水合氯化亚锡按照4mmol：12mL溶解于浓盐酸所形成的水合氯化亚锡溶液，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后升温至80℃的条件下继续搅拌反应1.5h，反应结束后将反应产物降温至25℃，之后用质量分数为28％的氨水调节pH为9，之后用氯仿萃取3次，合并萃取液并将其旋转蒸发至干燥，之后将蒸发产物放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体3；
B4：将40mmol中间体1、20mmol中间体3以及120mL无水甲醇加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为25℃，搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应60min，之后升温至50℃的条件下继续搅拌反应15h，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，得到中间体4；
B5：将10mmol中间体4、150mL三氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为5℃，搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应30min，之后边搅拌边同时逐滴加入60mL三氯氧磷按照10mmol：10mL溶解于三氯甲烷所形成的三氯氧磷溶液和40mmol三乙胺，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应3h，之后升温至60℃的条件下继续搅拌反应7h，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤饼用甲苯、蒸馏水洗涤3次，之后放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体5；
B6：将10mmol中间体5、80mmol乙腈以及200mL2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为65℃，搅拌速率为350r/min的条件下搅拌反应3h，之后升温至90℃的条件下回流反应30h，反应结束后趁热过滤，将滤饼放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到增强剂。
实施例5：
本实施例为一种适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取聚丙烯80份、聚乙烯25份、发泡剂2份、分散剂2份、来自于实施例1中的改性玻纤5份以及来自于实施例3中的增强剂8份，备用；发泡剂为偶氮二甲酰胺；分散剂为聚乙烯蜡；
步骤二：将聚丙烯、聚乙烯、分散剂、改性玻纤以及增强剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料；
步骤三：将混合料加入至双螺杆挤出机中将混合料充分熔融混合，之后加入发泡剂继续熔融混合，得到发泡料；
步骤四：将发泡料在水下切粒机模板处被切粒，将切出的颗粒干燥，之后按照粒径分类、包装，得到该适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒。
实施例6：
本实施例为一种适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取聚丙烯120份、聚乙烯35份、发泡剂8份、分散剂6份、来自于实施例2中的改性玻纤15份以及来自于实施例4中的增强剂24份，备用；发泡剂为偶氮二甲酸二异丙酯；分散剂为氧化聚乙烯蜡；
步骤二：将聚丙烯、聚乙烯、分散剂、改性玻纤以及增强剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料；
步骤三：将混合料加入至双螺杆挤出机中将混合料充分熔融混合，之后加入发泡剂继续熔融混合，得到发泡料；
步骤四：将发泡料在水下切粒机模板处被切粒，将切出的颗粒干燥，之后按照粒径分类、包装，得到该适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒。
对比例1：
对比例1与实施例6的不同之处在于，不添加改性玻纤和增强剂。
对比例2：
对比例2与实施例6的不同之处在于，不添加改性玻纤。
对比例3：
对比例3与实施例6的不同之处在于，不添加增强剂。
对比例4：
对比例4是申请号为201310314582.6中的一种高倍率聚丙烯发泡料。
使用FYWK-300热变形、维卡温度测定仪对实施例5-6以及对比例1-4的热变形温度进行检测，利用垂直燃烧测试法UL-94测试其阻燃性能，检测结果如下所示：
Figure BDA0003572801840000141
Figure BDA0003572801840000151
参阅上表数据，根据实施例与对比例1比较，可以得知改性玻纤和增强剂均能提升聚丙烯色母粒的耐热性能以及阻燃性能，根据对比例1-3之间的比较可以得知增强剂较改性玻纤提升聚丙烯色母粒的耐热性能以及阻燃性能更加明显，根据实施例与对比例4的比较，可以得知本发明中的聚丙烯色母粒的性能较现有技术中的聚丙烯发泡料的性能更佳。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，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 (4)

1.适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒，其特征在于，包括以下重量份组分：
聚丙烯80-120份、聚乙烯25-35份、发泡剂2-8份、分散剂2-6份、改性玻纤5-15份以及增强剂8-24份；
所述改性玻纤由以下步骤制备得到：
A1：将过氧化氢溶液、氨水以及去离子水混合均匀，得到混合液，将玻璃纤维、混合液加入至三口烧瓶中搅拌，之后真空抽滤，将滤饼水洗，之后烘干，得到预处理玻纤；
A2：将预处理玻纤、过氧化氢溶液加入至三口烧瓶中，边搅拌边逐滴加入乙酸调节pH，之后加入硅烷偶联剂继续搅拌，之后真空抽滤，将滤饼水洗，之后烘干，得到改性玻纤；
所述增强剂的制备方法，包括以下步骤：
B1：将丙烯酰胺、二氯甲烷加入至三口烧瓶中，之后边搅拌边逐滴加入苯膦酰二氯溶液，滴加完毕后升温继续搅拌反应，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，之后重结晶，得到中间体1；
B2：将对硝基苯甲醛、醋酸酐以及丙酸加入至三口烧瓶中，边搅拌边升温至回流反应，之后加入新蒸吡咯并继续回流反应，反应结束后将反应产物避光静置，之后抽真空抽滤，将滤饼中加入吡啶后升温至回流反应，之后降温静置，之后真空抽滤，将滤饼洗涤、烘干，得到中间体2；
B3：将中间体2、浓盐酸加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后边搅拌边逐滴加入水合氯化亚锡溶液，滴加完毕后升温继续搅拌反应，反应结束后将反应产物降温，之后调节pH，之后萃取，合并萃取液并将其旋转蒸发至干燥，之后将蒸发产物烘干至恒重，得到中间体3；
B4：将中间体1、中间体3以及无水甲醇加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后升温继续搅拌反应，反应结束后将反应产物旋转蒸发至干燥，得到中间体4；
B5：将中间体4、三氯甲烷加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后边搅拌边同时逐滴加入三氯氧磷溶液和三乙胺，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤饼洗涤，之后烘干至恒重，得到中间体5；
B6：将中间体5、乙腈以及2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后升温回流反应，反应结束后趁热过滤，将滤饼烘干至恒重，得到增强剂；
步骤B1中的所述丙烯酰胺、二氯甲烷、苯膦酰二氯溶液的用量比为0.2mol：120-150mL：100mL，所述苯膦酰二氯溶液为苯膦酰二氯按照10mmol：10mL溶解于二氯甲烷所形成的溶液；步骤B2中的所述对硝基苯甲醛、醋酸酐、丙酸、吡咯以及吡啶的用量比为10mmol：20mmol：50-60mL：10mmol：40-50mL；
步骤B3中的所述中间体2、浓盐酸、水合氯化亚锡溶液的用量比为1mmol：40-50mL：50-60mL，所述水合氯化亚锡溶液为水合氯化亚锡按照3-4mmol：10-12mL溶解于浓盐酸所形成的溶液，所述浓盐酸的质量分数为36-38％；步骤B4中的所述中间体1、中间体3以及无水甲醇的用量比为40mmol：20mmol：100-120mL；
步骤B5中的所述中间体4、三氯甲烷、三氯氧磷溶液以及三乙胺的用量比为10mmol：100-150mL：50-60mL：40mmol，所述三氯氧磷溶液为三氯氧磷按照10mmol：10mL溶解于三氯甲烷所形成的溶液；步骤B6中的所述中间体5、乙腈以及2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物的用量比为10mmol：50-80mmol：150-200mL。
2.根据权利要求1所述的适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒，其特征在于，步骤A1中的所述过氧化氢溶液、氨水、去离子水以及玻璃纤维的用量比为10mL：10mL：80mL：30g，所述过氧化氢溶液的体积分数为30％，所述氨水的质量分数为15-20％；步骤A2中的所述预处理玻纤、过氧化氢溶液以及硅烷偶联剂的用量比10g：80-100mL：0.3-1.2g，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560以及硅烷偶联剂KH-570中的一种。
3.根据权利要求1所述的适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取聚丙烯80-120份、聚乙烯25-35份、发泡剂2-8份、分散剂2-6份、改性玻纤5-15份以及增强剂8-24份，备用；
步骤二：将聚丙烯、聚乙烯、分散剂、改性玻纤以及增强剂加入至混合机中混合均匀，得到混合料；
步骤三：将混合料加入至双螺杆挤出机中将混合料充分熔融混合，之后加入发泡剂继续熔融混合，得到发泡料；
步骤四：将发泡料在水下切粒机模板处被切粒，将切出的颗粒干燥，之后按照粒径分类、包装，得到该适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒。
4.根据权利要求3所述的适用于高倍率发泡工艺的聚丙烯色母粒的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯中的一种；所述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种。
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