CN115505168B - 化学降解法生产高流动性聚丙烯 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，属于聚丙烯加工技术领域。化学降解法生产高流动性聚丙烯包括：在氧化剂存在下，将熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯于170～220℃下混炼5～40min后，保持混炼状态降温造粒。氧化剂包括过氧化物和/或氧气。本申请在聚丙烯的造粒过程中加入氧化剂，通过控制混炼温度和混炼时间，使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使其熔融指数达到300～3000g/10min。
Description
技术领域
本申请涉及聚丙烯加工技术领域，具体而言，涉及化学降解法生产高流动性聚丙烯。
背景技术
高熔融指数聚丙烯具有较高的流动性，可通过对其熔体细流用热空气牵引制备熔喷法非织造布(熔喷布)，被广泛的应用于过滤(口罩)、医疗卫生、环境保护、服装、电池隔膜等领域。
现有技术制备高熔融指数聚丙烯的主流方法是氢调法，即在丙烯聚合过程中，加入氢气作为链转移剂，控制聚丙烯分子量及其分布改善聚丙烯的熔体流动性；该方法的缺点在于：1、加入的氢气使得整个制备过程的具有一定的危险性；2、该方法需要用到先进的催化剂和复杂的过程控制。
发明内容
本申请提供了一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其能够制得熔融指数较高的聚丙烯。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括：在氧化剂存在下，将熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯于170～220℃下混炼5～40min后，保持混炼状态降温造粒。
氧化剂包括过氧化物和/或氧气。
在上述技术方案中，本申请在聚丙烯的造粒过程中加入氧化剂，通过控制混炼温度和混炼时间，使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使其熔融指数达到300g/10min以上。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述过氧化物的分解温度≤300℃。
过氧化物为有机过氧化物。
可选地，有机过氧化物包括2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基和过氧化苯甲酰中的任意一种或多种。
可选地，过氧化物为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷和/或过氧化二叔丁基。
在上述示例中，2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷(DHBP)在常温下为液体，分解温度为140～150℃，200℃的半衰期为1min，符合聚丙烯树脂的操作温度，其活性氧含量大于10％，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率高。2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷的分解产物为叔戊醇、叔丁醇及己烷等气味小，分解产物对制得的聚丙烯母料品质影响较小。
过氧化二异丙苯(DCP)在常温下为固体，分解温度为120～125℃，171℃的半衰期为1min，符合聚丙烯树脂的操作温度，其活性氧含量为5.92％，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率较高。过氧化二异丙苯的分解产物为异丙醇苯和苯乙酮，分解产物易燃且具有刺激性气味，会影响制得的聚丙烯母料品质。
过氧化二叔丁基(DTBP)在常温下为液体，179℃的半衰期为1min，符合聚丙烯树脂的操作温度，其活性氧含量为10.94％，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率较高，分解产物无味，对制得的聚丙烯母料品质影响较小。
过氧化苯甲酰(BPO)在常温下为固体，130℃的半衰期为1min，低于聚丙烯树脂的操作温度，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率较低。
2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷和过氧化二叔丁基的操作温度以及分解产物更适合作为氧化剂应用于制备高熔融指数聚丙烯。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述氧化剂包括过氧化物，过氧化物与聚丙烯的质量比为0.1～1:89～99.8。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述氧化剂为过氧化物，将混合的聚丙烯和过氧化物于170～220℃下混炼5～40min。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述氧化剂为氧气，将聚丙烯于170～220℃下混炼15～25min。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，保持混炼状态降温至100～150℃后造粒。
在上述示例中，聚丙烯的熔点为160～175℃，当温度为100～150℃时，聚丙烯凝固且处于高弹态，方便脱模以及造粒。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述聚丙烯中混合有功能性粒子。
可选地，功能性粒子和聚丙烯的质量比为0.1～10:89～99.9。
可选地，功能性粒子包括纳米银、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和纳米二氧化硅中的任意一种或多种。
可选地，纳米银的粒径为25nm，纳米二氧化钛的粒径为5nm，纳米氧化锌的粒径为5～65nm，纳米二氧化硅的粒径为15～80nm。
在上述示例中，纳米银对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，纳米二氧化钛具有抗紫外线、抗菌、自洁净和抗老化性能，纳米氧化锌可用于紫外光遮蔽材料和抗菌剂，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯为PP320L。
第二方面，本申请示例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括：将混合的原料加入预热到170～220℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为30～70rpm，于170～220℃下混炼5～40min后，保持转子的转速为30～70rpm，降温至100～150℃，制得粉状产品。
其中，原料包括89～99.8wt％熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯、0.1～1wt％过氧化物和0.1～10wt％功能性纳米粒子。
在上述技术方案中，本申请的制备方法以密炼机作为混炼容器，以过氧化物作为氧化剂，用于在170～220℃下使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使其熔融指数达到300～3000g/10min。
在第三方面，本申请示例提供了一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括：将混合的原料加入预热到170～220℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为30～70rpm，于170～220℃下混炼15～25min后，保持转子的转速为30～70rpm，降温至100～150℃，制得粉状产品。
其中，原料包括90～99.9wt％熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯和0.1～10wt％功能性纳米粒子。
在上述技术方案中，本申请的制备方法以密炼机作为混炼容器，空气通过加料口进入到密炼机的混炼室中，以空气中的氧气作为氧化剂，用于在170～220℃下使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使其熔融指数达到300～3000g/10min。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请试验例表1的变化折线图；
图2为本申请试验例表2的变化折线图；
图3为本申请试验例表3的变化折线图；
图4为本申请试验例表4的变化折线图；
图5为本申请试验例表5的变化折线图；
图6为本申请试验例表6的变化折线图；
图7为本申请试验例表7的变化折线图；
图8为本申请试验例表8的变化折线图；
图9为本申请试验例表10的变化折线图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本申请实施例的一种化学降解法生产高流动性聚丙烯进行具体说明：
本申请提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括：在氧化剂存在下，将熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯于170～220℃下混炼5～40min后，保持混炼状态降温造粒。
本申请在聚丙烯的造粒过程中加入氧化剂，通过控制混炼温度和混炼时间，使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使制得的聚丙烯的熔融指数达到300～3000g/10min。
氧化剂包括过氧化物和/或氧气。
需要说明的是，本申请的氧化剂可以是全部为过氧化物，或全部为氧气，或部分为过氧化物，部分为氧气。
过氧化物的分解温度≤300℃。
可选地，过氧化物为有机过氧化物；
可选地，有机过氧化物包括2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基和过氧化苯甲酰中的任意一种或多种。
2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷(DHBP)在常温下为液体，分解温度为140～150℃，200℃的半衰期为1min，符合聚丙烯树脂的操作温度，其活性氧含量大于10％，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率高。2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷的分解产物为叔戊醇、叔丁醇及己烷等气味小，分解产物对制得的聚丙烯母料品质影响较小。
过氧化二异丙苯(DCP)在常温下为固体，分解温度为120～125℃，171℃的半衰期为1min，符合聚丙烯树脂的操作温度，其活性氧含量为5.92％，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率较高。过氧化二异丙苯的分解产物为异丙醇苯和苯乙酮，分解产物易燃且具有刺激性气味，会影响制得的聚丙烯母料品质。
过氧化二叔丁基(DTBP)在常温下为液体，179℃的半衰期为1min，符合聚丙烯树脂的操作温度，其活性氧含量为10.94％，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率较高，分解产物无味，对制得的聚丙烯母料品质影响较小。
过氧化苯甲酰(BPO)在常温下为固体，130℃的半衰期为1min，低于聚丙烯树脂的操作温度，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率较低。
由于过氧化二异丙苯(DCP)分解产物易燃且具有刺激性气味，会影响制得的聚丙烯母料品质，不是氧化剂的最佳选择；过氧化苯甲酰(BPO)在130℃的半衰期为1min，低于聚丙烯树脂的操作温度，作为氧化剂使得聚丙烯的降解效率较低，也不是氧化剂的最佳选择。
可选地，有机过氧化物为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷和/或过氧化二叔丁基。
在本申请的一种实施方式中，有机过氧化物为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷。在本申请的其他一些实施方式中，有机过氧化物为过氧化二叔丁基，或有机过氧化物为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷和过氧化二叔丁基以任意比例混合的混合物。
当氧化剂包括氧气时，可以直接向混炼容器中通入氧气，也可以使混炼容器的混炼腔与大气连通使空气在混炼时能够进入到混炼腔中。
可选地，当氧化剂包括氧气时，保持混炼容器的加料口保持打开状态，使得空气能够通过加料口进入到混炼腔中。
可选地，上述熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯为PP320L。
需要说明的是，本申请并不限定使用的熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯原料的型号，上述PP320L只是其中一种选择，其他的熔融指数部分为或全部为1～100g/10min的低熔融指数聚丙烯均为作为制备本申请高熔融指数聚丙烯的原料。
在混炼前，需要先将熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯粉碎至粒径为100μm～1mm，有利于聚丙烯的混炼。
当氧化剂为过氧化物时，将混合的聚丙烯和过氧化物于170～220℃下混炼5～40min。
在本申请的一种实施方式中，以过氧化物作为氧化剂，将混合的聚丙烯和过氧化物于200℃下混炼20min。在本申请的其他一些实施方式中，以氧化剂为过氧化物，将混合的聚丙烯和过氧化物于170℃、180℃、190℃、210℃或220℃下混炼5min、10min、15min、25min、30min、35min或40min。
当氧化剂为氧气时，将聚丙烯于170～220℃下混炼15～25min。
在本申请的一种实施方式中，以氧气作为氧化剂，将聚丙烯于200℃下混炼20min。在本申请的其他一些实施方式中，以氧化剂为过氧化物，将聚丙烯于170℃、180℃、190℃、210℃或220℃下混炼15min、16min、17min、18min、19min、21min、22min、23min、24min或25min。
当氧化剂包括过氧化物时，过氧化物与聚丙烯的质量比为0.1～1:89～99.8。
聚丙烯的熔点为160～175℃，保持混炼状态降温至100～150℃，聚丙烯凝固且处于高弹态，方便脱模以及造粒。
在本申请的一种实施方式中，可以保持混炼状态降温至150℃。在本申请的其他一些实施方式中，还可以保持混炼状态降温至100℃、110℃、120℃、130℃或140℃。
高熔融指数聚丙烯在实际应用中，例如在服装、医疗卫生材料等领域应用时，要求所用材料还需要具有一定的力学强度以及杀菌、抗污和抗紫外的性能。
为满足以上要求，聚丙烯中还可以混合有功能性粒子，功能性粒子能够作为功能填料添加到聚丙烯中以改善制得的高熔融指数聚丙烯的力学强度以及杀菌、抗污和抗紫外的性能。
可选地，功能性粒子和聚丙烯的质量比为0.1～10:89～99.9。
可选地，功能性粒子包括纳米银、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和纳米二氧化硅中的任意一种或多种。
纳米银对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，纳米二氧化钛具有抗紫外线、抗菌、自洁净和抗老化性能，纳米氧化锌可用于紫外光遮蔽材料和抗菌剂，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。
可选地，纳米银的粒径为25nm，纳米二氧化钛的粒径为5nm，纳米氧化锌的粒径为5～65nm，纳米二氧化硅的粒径为15～80nm。
混炼容器包括密炼机和双螺杆挤出机。
当混炼容器为密炼机时，保持密炼室的温度为170～220℃，待混炼5～40min后，降温至100～150℃，再进行脱模和造粒。
当混炼容器为双螺杆挤出机时，保持机筒内的温度为170～220℃，待混炼5～40min后，物料运动到出料口挤出后，待温度降至100～150℃，进行造粒。
本申请还提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括：将混合的原料加入预热到170～220℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为30～70rpm，于170～220℃下混炼5～40min后，保持转子的转速为30～70rpm，降温至100～150℃，制得粉状产品。
其中，原料包括89～99.8wt％熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯、0.1～1wt％过氧化物和0.1～10wt％功能性纳米粒子。
本申请的制备方法以密炼机作为混炼容器，以过氧化物作为氧化剂，用于在170～220℃下使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使其熔融指数达到300～3000g/10min。
本申请还提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括：将混合的原料加入预热到170～220℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为30～70rpm，于170～220℃下混炼15～25min后，保持转子的转速为30～70rpm，降温至100～150℃，制得粉状产品。
其中，原料包括90～99.9wt％熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯和0.1～10wt％功能性纳米粒子。
本申请的制备方法以密炼机作为混炼容器，空气通过加料口进入到密炼机的混炼室中，以空气中的氧气作为氧化剂，用于在170～220℃下使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使其熔融指数达到300～3000g/10min。
以下结合实施例对本申请的一种化学降解法生产高流动性聚丙烯作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例2
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例3
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99g PP320L和1g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例4
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼5min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例5
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼10min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例6
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼40min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例7
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到170℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于170℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例8
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到180℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于180℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例9
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到220℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于220℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例10
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为30rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为30pm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例11
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为50rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为50pm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例12
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例13
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例14
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99g PP320L和1g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例15
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼5min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例16
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼10min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例17
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼40min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例18
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到180℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于180℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例19
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到190℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于190℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例20
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到220℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于220℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例21
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为30rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为30pm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例22
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.75g PP320L和0.25g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为50rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为50pm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例23
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化二异丙苯作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二异丙苯加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例24
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以过氧化苯甲酰作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化苯甲酰加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
实施例25
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以氧气作为氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼15min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温至120℃，制得粉状产品。
实施例26
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以氧气作为氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温至120℃，制得粉状产品。
实施例27
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以氧气作为氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼25min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温至120℃，制得粉状产品。
实施例28
本申请实施例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请实施例以2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷作为氧化剂。
将95.75g PP320L、0.25g 2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷、1g纳米银、1g纳米二氧化钛、1g纳米氧化锌和1g纳米二氧化硅加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
对比例1
本申请对比例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请对比例无氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼20min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
对比例2
本申请对比例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请对比例以过氧化二叔丁基作为氧化剂。
将99.5g PP320L和0.5g过氧化二叔丁基加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼0min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温80min至120℃，制得粉状产品。
对比例3
本申请对比例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请对比例以氧气作为氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼0min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温至120℃，制得粉状产品。
对比例4
本申请对比例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请对比例以氧气作为氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼5min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温至120℃，制得粉状产品。
对比例5
本申请对比例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请对比例以氧气作为氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼10min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温至120℃，制得粉状产品。
对比例6
本申请对比例提供一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，其包括以下步骤：
本申请对比例以氧气作为氧化剂。
将100g PP320L加入预热到200℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为70rpm，于200℃下混炼30min后，保持转子的转速为70rpm，自然降温至120℃，制得粉状产品。
试验例1
采用国标GB/T3682-2018(230℃，2.16kg)的方法分别测得实施例1～27和对比例1～6的熔融指数，如表1～10所示，并作出图1～9。
表1
| 项目 | 对比例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| MF(g/10min) | 60 | 1165 | 2470 | 3400 |
由表1和图1可知，当氧化剂为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷时，在氧化剂正在原料中占比为0～1％的范围内，制得的聚丙烯的熔融指数随着增大2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷占比而增加，且当2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷占比大于0.25％，制得的聚丙烯的熔融指数大于1000g/10min。
并且，聚丙烯的熔融指数太高使得由该料制备的产品力学性能差，因此过高的熔融指数使得聚丙烯用途受限，不再考虑过氧化物的浓度超过1％的实施例。
表2
| 项目 | 实施例4 | 实施例1 | 实施例5 | 实施例6 |
| MF(g/10min) | 1065 | 1165 | 1055 | 986 |
由表2和图2可知，当氧化剂为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷时，制得的聚丙烯的熔融指数随着增加密炼时间先增加后减小，且当密炼时间为10min时，制得的聚丙烯的熔融指数具有最大值。
表3
| 项目 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例1 | 实施例9 |
| MF(g/10min) | 1010 | 1055 | 1165 | 999 |
由表3和图3可知，当氧化剂为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷时，制得的聚丙烯的熔融指数随着增加密炼温度先增加后减小，且当密炼温度为180℃时，制得的聚丙烯的熔融指数具有最大值。
表4
| 项目 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例1 |
| MF(g/10min) | 806 | 923 | 1165 |
由表4和图4可知，当氧化剂为2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷时，在转子的转速在0～75rpm的范围内，制得的聚丙烯的熔融指数随着增加转子的转速增加。
表5
| 项目 | 对比例1 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 |
| MF(g/10min) | 60 | 505 | 870 | 777 |
由表5和图5可知，当氧化剂为过氧化二叔丁基时，在氧化剂正在原料中占比为0～1％的范围内，制得的聚丙烯的熔融指数随着增大过氧化二叔丁基占比先增加后减小，且当过氧化二叔丁基占比为0.5％，制得的聚丙烯的熔融指数具有最大值。
表6
| 项目 | 对比例2 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例13 | 实施例17 |
| MF(g/10min) | 901 | 930 | 985 | 870 | 448 |
由表6和图6可知，当氧化剂为过氧化二叔丁基时，制得的聚丙烯的熔融指数随着增加密炼时间先增加后减小，且当密炼时间为10min时，制得的聚丙烯的熔融指数具有最大值。
表7
| 项目 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例13 | 实施例20 |
| MF(g/10min) | 436 | 671 | 870 | 444 |
由表7和图7可知，当氧化剂为过氧化二叔丁基时，制得的聚丙烯的熔融指数随着增加密炼温度先增加后减小，且当密炼温度为180℃时，制得的聚丙烯的熔融指数具有最大值。
表8
| 项目 | 实施例21 | 实施例22 | 实施例13 |
| MF(g/10min) | 780 | 798 | 870 |
由表8和图8可知，当氧化剂为过氧化二叔丁基时，在转子的转速在0～75rpm的范围内，制得的聚丙烯的熔融指数随着增加转子的转速增加。
表9
| 项目 | 实施例2 | 实施例13 | 实施例23 | 实施例24 |
| MF(g/10min) | 2470 | 1464 | 1923 | 335 |
由表9可知，四种过氧化物中，2，5-二甲基-2，5(二叔丁基过氧基)己烷对聚丙烯的降解能力最好，过氧化苯甲酰的降解能力最差，且过氧化二异丙苯的降解产物气味较大。
表10
由表10和图9可知，当氧化剂为氧气时，制得的聚丙烯的熔融指数随着增加密炼时间而增加。
综上所述，本申请实施例的一种化学降解法生产高流动性聚丙烯，通过在聚丙烯的造粒过程中加入氧化剂，通过控制混炼温度和混炼时间，使得熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯降解成低分子量链，从而减少聚丙烯高分子量链拖尾，提高制得的聚丙烯的流动性，使其熔融指数达到300～3000g/10min，并且通过调整其他参数，能够得到熔融指数为1000～2500g/10min的聚丙烯。当氧化剂为氧气时，可以直接使大气与混炼腔连通，无需另外加入氧化剂，节约成本，并且不会引入其他易挥发副产物，可保证制得的聚丙烯的品质，尤其不会有残留气味。
同时，本申请通过在聚丙烯中混合功能性粒子，功能性粒子能够作为功能填料添加到聚丙烯中以改善制得的高熔融指数聚丙烯的力学强度以及杀菌、抗污和抗紫外的性能。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种化学降解法生产高流动性聚丙烯的方法，其特征在于，所述化学降解法生产高流动性聚丙烯的方法包括：将混合的原料加入预热到170～220℃的密炼机中，保持密炼机的加料口处于打开状态，保持密炼机的转子的转速为30～70rpm，于170～220℃下混炼15～25min后，保持转子的转速为30～70rpm，降温至100～150℃，制得粉状产品；
其中，所述原料包括90～99.9wt％熔融指数为1～100g/10min的聚丙烯和0.1～10wt％功能性纳米粒子。
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|---|---|---|---|
| CN202110702597.4A CN115505168B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 化学降解法生产高流动性聚丙烯 |
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| CN202110702597.4A CN115505168B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 化学降解法生产高流动性聚丙烯 |
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|---|---|
| CN115505168A CN115505168A (zh) | 2022-12-23 |
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2021
- 2021-06-23 CN CN202110702597.4A patent/CN115505168B/zh active Active
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