CN115785582B - 一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及聚丙烯材料技术领域，尤其涉及一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法。一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料；所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下组分：聚丙烯、交联剂、引发剂和降解抑制剂，所述交联剂为三甲基(2‑丙基氧)硅烷，所述降解抑制剂为三丁酸甘油酯；所述催化剂母粒B料包括以下组分：聚丙烯、相容剂和催化剂，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。所述环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，能够有效地抑制PP的降解，提高接枝率，能够免除高温水煮处理工序，解决了现有硅烷交联改性PP容易降解、接枝率低、需要经过高温热水蒸煮处理后才能得到交联制品的问题。

Description

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料技术领域，尤其涉及一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)具有优异的性能且成本低廉，是聚烯烃塑料中仅次于聚乙烯(PE)的第二大通用塑料材料，在日用品、建筑型材、管道、纤维、薄膜等领域应用广泛。PP刚性明显优于其它聚烯烃材料，PP价格与工程塑料的价格相比有极大的成本优势，因此在受力支撑的应用方面，PP材料占据了很大市场(比如汽车保险杠材料基本是改性PP或者钢材)。

但是PP的热变形温度比较低，高温下力学性能不佳，限制了PP材料在一些高端领域的应用(比如汽车发动机的周边材料大多用尼龙、耐腐蚀耐高温的工业管道大多用玻璃钢)。因此对PP材料进行改性，具有极大的经济效益。

PP改性的研究已经进行了很长时间，目前获得普遍应用的是物理改性，比如玻纤填充PP、玄武岩纤维增强PP等方法，但是物理改性大多能提高常温力学性能，始终不能解决PP耐热性不足的缺陷。

对PP进行硅烷交联改性是提高PP高温下力学性能的有效技术路径。硅烷交联后PP分子链发生交联和缠结，在高温下PP分子链不易松弛和解缠结，从而显著提高PP材料的耐高温性能。但是经过长期研究，至今硅烷交联聚丙烯材料的商品化仍难以实现。原因是聚丙烯主链上有大量侧甲基存在，在硅烷接枝或者有过氧化物存在的反应过程中，PP分子链上的叔碳原子更易于发生β断裂而不是接枝，按照交联改性聚乙烯的技术路径处理聚丙烯，通常会得到严重降解的PP而不是交联改性的耐高温PP。因此，硅烷交联改性PP的制备难点主要有两点：一是如何抑制PP的降解，二是怎样提高硅烷的接枝率。此外，通常硅烷接枝聚烯烃需要在催化剂存在下，制品经过高温热水蒸煮处理后才能得到最终的交联制品，处理工序复杂，导致生产成本高。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，能够有效地抑制PP的降解，有效提高了接枝率，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的凝胶率较高，热变形温度和强度高，能够免除高温水煮处理工序，解决了现有硅烷交联改性PP容易降解、接枝率低、需要经过高温热水蒸煮处理后才能得到交联制品的问题。

本发明的另一目的在于提出一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，生产过程简洁、高效、无污染，无需水煮常温静置即可得到交联聚丙烯，具有成本低、综合性能优越的特点，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料可以替代部分工程塑料应用于较高温度和较高强度的工作环境。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料；

所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下组分：聚丙烯、交联剂、引发剂和降解抑制剂，所述交联剂为三甲基(2-丙基氧)硅烷，所述降解抑制剂为三丁酸甘油酯；

所述催化剂母粒B料包括以下组分：聚丙烯、相容剂和催化剂，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、交联剂1.5～3份、引发剂0.02～0.05份和降解抑制剂0.01～0.05份；

所述催化剂母粒B料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、相容剂3～5份和催化剂0.01～0.05份。

更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料与所述催化剂母粒B料的质量比为(94～96)：(6～4)。

更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯均为均聚聚丙烯。

更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯的熔指为3～20g/10min。

更进一步说明，所述引发剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己炔。

更进一步说明，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二月桂酸二辛基锡。

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，用于制备所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括以下步骤：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备：将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备：将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料混合均匀，经挤出、注塑或者吹塑成型后，常温静置交联，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

更进一步说明，硅烷接枝聚丙烯A料的制备中，挤出温度为160～240℃；

催化剂母粒B料的制备中，挤出温度为160～200℃。

更进一步说明，常温静置交联的时间为2～4天。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下有益效果：

通过使用三丁酸甘油酯作为降解抑制剂，能够有效地抑制PP的降解，同时使用与三丁酸甘油酯的相互溶解度极好的三甲基(2-丙基氧)硅烷作为相配合的硅烷，有效提高了接枝率，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的凝胶率较高，热变形温度和强度高，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH加速硅烷接枝PP制品的交联速率，能够免除高温水煮处理工序，解决了现有硅烷交联改性PP容易降解、接枝率低、需要经过高温热水蒸煮处理后才能得到交联制品的问题。

具体实施方式

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料；

所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下组分：聚丙烯、交联剂、引发剂和降解抑制剂，所述交联剂为三甲基(2-丙基氧)硅烷，所述降解抑制剂为三丁酸甘油酯；

所述催化剂母粒B料包括以下组分：聚丙烯、相容剂和催化剂，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

硅烷交联改性聚乙烯的工艺已经成熟并大量应用。但是硅烷交联改性聚丙烯的方法业界还在探索中。原因是PP分子链上的支链会导致PP在过氧化物引发剂存在时迅速降解，难以得到理想的交联改性材料。本发明可以有效提高PP的凝胶含量(交联度)、大幅减少PP在接枝反应中的降解。具体来说，发明人在研究过程中发现，采用常用的过氧化物DCP作为引发剂引发接枝反应，以及采用常用的乙烯基三甲氧基硅烷VTMS做接枝剂，难以制得性能得以提高的交联PP(因为降解不可控，接枝效率太低)。在发明人之前的研究中，发明人有采用特定的有机过氧化物和乙烯基硅烷，使用苯乙烯作为抑制降解剂，通过双螺杆反应挤出能够得到交联度较高的硅烷交联聚丙烯。这个技术路径可行，但存在两个不足：一是苯乙烯挥发性强并且有一定毒性，而且苯乙烯和乙烯基硅烷相容性一般，生产过程污染比较严重；二是苯乙烯抑制PP支链降解的效率并不太高，由于单独使用苯乙烯作为降解抑制剂抑制β降解的效果是很差的，要配合硫代氨基甲酸锌一起才有良好效果。采用本专利的设计后，硅烷交联聚丙烯的交联度可以提高5％左右。

本专利的技术方案有两个特点：1、生产过程简洁高效无污染。原因是摒弃了苯乙烯。本专利通过采用三丁酸甘油酯作为降解抑制剂，三丁酸甘油酯具有多个双键，双键的作用为：当PP分子链在过氧化物自由基作用下产生PP大分子自由基后，三丁酸甘油酯会通过分子内双键迅速与部分PP大分子自由基反应，抑制PP大分子自由基的β降解。此外，选择三丁酸甘油酯，除了替代苯乙烯，原配方中的辅助降解抑制剂(硫代氨基甲酸锌)都不需要，因为三丁酸甘油酯同时具有CH3离去基团，且分子内双键多，当三丁酸甘油酯中的离去基团脱除形成的自由基比PP大分子自由基更加稳定时，三丁酸甘油酯的存在可以减少PP的链断裂。在此情况下，接枝单体更倾向于在PP侧基上形成多点接枝，接枝单体也不易在PP侧基上形成均聚物,最终在PP骨架上形成比较均匀的长支链结构。同时叠加三丁酸甘油酯双键抑制自由基反应，抑制PP降解的效果明显。此外，三丁酸甘油酯与交联剂三甲基(2-丙基氧)硅烷的相互溶解度极好，且具有无毒不挥发、环保的特点，极大简化了硅烷交联聚丙烯的原料处理过程。乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷是硅烷改性PP的主要可用的两种硅烷偶联剂，这两种不饱和硅烷具有R’Si(OR)的通式、其中R’是含有双键的不饱和基因，如乙烯基OR是烷氧基。当使用有机硅烷作为交联剂时，在自由基引发剂存在下进行熔融挤出，PP大分子自由基可以打开硅烷分子链上的双键，将不饱和硅烷接枝到PP链上，从而使PP分子链得到稳定。接枝PP的烷氧基水解产生羟基，然后硅醇脱水形成Si-O-Si键，从而使PP交联。由于每个硅烷分子具有3个烷氧基，可形成一种“束状”交联结构，从而把PP的分子链连结在一起，使PP形成交联网状结构。本专利选择的硅烷是三甲基(2-丙基氧)硅烷，反应活性好、成本低且环保、与三丁酸甘油酯的相互溶解度好、原料处理便捷。

2、通常硅烷接枝聚烯烃需要在催化剂存在下，制品再经过高温热水蒸煮处理后才能得到最终的交联制品，由于聚丙烯密度和结晶度的双重影响，PP比PE的材料密实度要差很多，水分子渗透过相同壁厚的PP的速率比PE快很多。发明人发现，在催化剂母粒B料中加入少量的PP相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-G-MAH)，PP相容剂PP-G-MAH能够改善PP材料和其它材料的界面连接性能，提高PP的表面印刷附着力。本发明使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH加速硅烷接枝PP制品的交联速率，能够省去繁琐的高温水煮交联工序，是发明人多次试验后发现的创新应用。利用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH相容剂的极性牵引作用，能极大加速水分子渗透进入硅烷接枝PP的速率，就可以实现硅烷交联聚丙烯的免高温水处理工序，制品在室温放置48h后即可达到＞60％的凝胶含量(交联度)，无需水煮常温静置2-4天就可以得到出交联聚丙烯的产品。该方案可以大幅减少硅烷交联PP的生产成本。

本发明使用三丁酸甘油酯作为降解抑制剂，能够有效地抑制PP的降解，同时使用与三丁酸甘油酯的相互溶解度极好的三甲基(2-丙基氧)硅烷作为相配合的硅烷，有效提高了接枝率，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的凝胶率较高，热变形温度和强度高，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH加速硅烷接枝PP制品的交联速率，能够免除高温水煮处理工序，解决了现有硅烷交联改性PP容易降解、接枝率低、需要经过高温热水蒸煮处理后才能得到交联制品的问题。本专利通过硅烷交联改性的技术路径提高PP的耐热能力，得到比通用PP耐热性能提高40～60℃，抗冲击强度能提高4～6倍的交联PP制品。现如今，新能源汽车产业蓬勃发展，电动汽车的电池与电极周边材料的耐热性要求已经比燃油车发动机的周边材料有明显降低。本发明的交联改性聚丙烯材料能完美契合新能源汽车产业的配套材料要求。

更进一步说明，所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、交联剂1.5～3份、引发剂0.02～0.05份和降解抑制剂0.01～0.05份；

所述催化剂母粒B料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、相容剂3～5份和催化剂0.01～0.05份。

通过采用以上组分的硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料，保证降解抑制效果和接枝效果，如果过氧化物引发剂过多，会引起降解反应加速，交联度会降低。如果交联剂不足会导致接枝率不足，交联度不够，交联剂过量会引发预交联，产品中出现很多杂质。

优选地，所述硅烷接枝聚丙烯A料与所述催化剂母粒B料的质量比为(94～96)：(6～4)。

由于所述催化剂母粒B料中含有相容剂和催化剂，如果所述催化剂母料的添加量过多，则属于性能过剩，还可能会造成制品表面喷霜，如果所述催化剂母粒的添加量过少，则制品的自然交联速率会延长，使得产品制备时间延长，不利于提高加工效率。优选地，所述硅烷接枝聚丙烯A料与所述催化剂母粒B料的质量比为95：5。

优选地，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯均为均聚聚丙烯。

硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料的主料选择均聚PP(PPH)，原因是PPH的链结构是带甲基的直链，分子链比PPR(无规分布丙烯、乙烯链段的直链)、PPB(PP、PE首位相连的嵌段共聚物直链)规整得多，反应可控性高，制品交联度分布均匀，力学性能优异。

优选地，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯的熔指为3～20g/10min。

由于接枝后的PP熔指会大幅下降到0.5～4g/10min，选择此熔指范围的聚丙烯，是适用挤出、注塑等成型的良好匹配熔指，如果聚丙烯的熔指更高或者更低会不方便加工。

更进一步说明，所述引发剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己炔。

PPH的熔点大多在160℃～165℃。本专利选择的有机过氧化物2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己炔(TRIGONOX 145-E85)的1min半衰期温度是164℃，能完美契合硅烷接枝PPH在平行同向双螺杆反应挤出机中的流变状态，尽可能多的提高引发剂利用率，减少自由基过量导致的降解反应。

更进一步说明，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二月桂酸二辛基锡。

优选地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，选择二月硅酸二丁基锡是成本最优的考虑。

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，用于制备所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括以下步骤：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备：将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备：将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料混合均匀，经挤出、注塑或者吹塑成型后，常温静置交联，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

本发明环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，生产过程简洁、高效、无污染，无需水煮常温静置即可得到交联聚丙烯，具有成本低、综合性能优越的特点，制得的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料可以替代部分工程塑料应用于较高温度和较高强度的工作环境。

更进一步说明，硅烷接枝聚丙烯A料的制备中，挤出温度为160～240℃；

催化剂母粒B料的制备中，挤出温度为160～200℃。

结合硅烷接枝聚丙烯A料的原料组分和催化剂母粒B料的原料组分，在对应的挤出温度下能够制得的硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料。

更进一步说明，常温静置交联的时间为2～4天。

本发明使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH加速硅烷接枝PP制品的交联速率，能够省去繁琐的高温水煮交联工序，利用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH相容剂的极性牵引作用，能极大加速水分子渗透进入硅烷接枝PP的速率，就可以实现硅烷交联聚丙烯的免高温水处理工序，制品在室温放置48h后即可达到＞60％的凝胶含量(交联度)，无需水煮常温静置2-4天就可以得到出交联聚丙烯的产品。该方案可以大幅减少硅烷交联PP的生产成本。

为了便于理解本发明，下面对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，按以下步骤制备：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备，硅烷接枝聚丙烯A料的原料组成如下(质量份)：

将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆STS96平行同向双螺杆反应挤出机，挤出温度为160～240℃)，制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备，催化剂母粒B料的原料组成如下(质量份)：

聚丙烯，使用均聚聚丙烯，韩华HJ730L(熔指5.0g/10min) 100份；

相容剂，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH，埃克森PO 1020 4份；

催化剂，使用二月桂酸二丁基锡(DBTDL) 0.03份；

将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆CTE65平行同向双螺杆挤出机，挤出温度为160～200℃)，制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料按95:5的质量比混合均匀，经注塑后(注塑成标准力学性能测试样条)，常温静置交联2天后，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

实施例1的性能测试：

对实施例1接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料进行熔指(表征加工性能)的测定，以及对制得的硅烷交联聚丙烯材料进行强度(表征最终制品的性能)、热变形温度和凝胶率的测定(按GB/T 18474-2001《交联聚乙烯(PE-X)管材和管件交联度的试验方法》测试)，测试结果如下表1和表2所示：

表1实施例1接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料的熔指

从测试结果可知，硅烷接枝聚丙烯A料具有优良的加工性能，由于注塑、挤出、模塑等成型方式并非物料熔指越高越好，各有合适的范围。比如挤出，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高会有熔体破裂，比如注塑，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高，充满模腔的难度会提高。

表2实施例1接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷交联聚丙烯材料的性能测试

从测试结果可知，硅烷交联聚丙烯材料具有极佳的热力学性能，热变形温度明显提高，凝胶率高，且强度好。

实施例2

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，按以下步骤制备：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备，硅烷接枝聚丙烯A料的原料组成如下(质量份)：

将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆STS96平行同向双螺杆反应挤出机，挤出温度为160～240℃)，制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备，催化剂母粒B料的原料组成如下(质量份)：

聚丙烯，使用均聚聚丙烯，泰国石化1100NK(熔指11.0g/10min)100份；

相容剂，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH，埃克森PO 1020 5份；

催化剂，使用二月桂酸二丁基锡(DBTDL) 0.03份；

将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆CTE65平行同向双螺杆挤出机，挤出温度为160～200℃)，制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料按95:5的质量比混合均匀，经注塑后(注塑成标准力学性能测试样条)，常温静置交联2天后，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

实施例2的性能测试：

对实施例2接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料进行熔指(表征加工性能)的测定，以及对制得的硅烷交联聚丙烯材料进行强度(表征最终制品的性能)、热变形温度和凝胶率的测定(按GB/T 18474-2001《交联聚乙烯(PE-X)管材和管件交联度的试验方法》测试)，测试结果如下表3和表4所示：

表3实施例2接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料的熔指

从测试结果可知，硅烷接枝聚丙烯A料具有优良的加工性能，由于注塑、挤出、模塑等成型方式并非物料熔指越高越好，各有合适的范围。比如挤出，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高会有熔体破裂，比如注塑，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高，充满模腔的难度会提高。

表4实施例2接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷交联聚丙烯材料的性能测试

从测试结果可知，硅烷交联聚丙烯材料具有极佳的热力学性能，热变形温度明显提高，凝胶率高，且强度好。

实施例3

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，按以下步骤制备：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备，硅烷接枝聚丙烯A料的原料组成如下(质量份)：

将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆STS96平行同向双螺杆反应挤出机，挤出温度为160～240℃)，制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备，催化剂母粒B料的原料组成如下(质量份)：

聚丙烯，使用均聚聚丙烯，台塑1040F(熔指3.0g/10min)100份；

相容剂，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH，埃克森PO 1020 5份；

催化剂，使用二月桂酸二丁基锡(DBTDL) 0.03份；

将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆CTE65平行同向双螺杆挤出机，挤出温度为160～200℃)，制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料按95:5的质量比混合均匀，经注塑后(注塑成标准力学性能测试样条)，常温静置交联2天后，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

实施例3的性能测试：

对实施例3接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料进行熔指(表征加工性能)的测定，以及对制得的硅烷交联聚丙烯材料进行强度(表征最终制品的性能)、热变形温度和凝胶率的测定(按GB/T 18474-2001《交联聚乙烯(PE-X)管材和管件交联度的试验方法》测试)，测试结果如下表5和表6所示：

表5实施例3接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料的熔指

从测试结果可知，硅烷接枝聚丙烯A料具有优良的加工性能，由于注塑、挤出、模塑等成型方式并非物料熔指越高越好，各有合适的范围。比如挤出，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高会有熔体破裂，比如注塑，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高，充满模腔的难度会提高。

表6实施例3接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷交联聚丙烯材料的性能测试

从测试结果可知，硅烷交联聚丙烯材料具有极佳的热力学性能，热变形温度明显提高，凝胶率高，且强度好。

实施例4

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，按以下步骤制备：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备，硅烷接枝聚丙烯A料的原料组成如下(质量份)：

将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆STS96平行同向双螺杆反应挤出机，挤出温度为160～240℃)，制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备，催化剂母粒B料的原料组成如下(质量份)：

聚丙烯，使用均聚聚丙烯，韩华HJ730L(熔指5.0g/10min) 100份；

相容剂，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH，埃克森PO 1020 3份；

催化剂，使用二月桂酸二丁基锡(DBTDL) 0.01份；

将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆CTE65平行同向双螺杆挤出机，挤出温度为160～200℃)，制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料按95:5的质量比混合均匀，经注塑后(注塑成标准力学性能测试样条)，常温静置交联2天后，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

实施例4的性能测试：

对实施例4接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料进行熔指(表征加工性能)的测定，以及对制得的硅烷交联聚丙烯材料进行强度(表征最终制品的性能)、热变形温度和凝胶率的测定(按GB/T 18474-2001《交联聚乙烯(PE-X)管材和管件交联度的试验方法》测试)，测试结果如下表7和表8所示：

表7实施例4接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料的熔指

从测试结果可知，硅烷接枝聚丙烯A料具有优良的加工性能，由于注塑、挤出、模塑等成型方式并非物料熔指越高越好，各有合适的范围。比如挤出，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高会有熔体破裂，比如注塑，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高，充满模腔的难度会提高。

表8实施例4接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷交联聚丙烯材料的性能测试

从测试结果可知，硅烷交联聚丙烯材料具有极佳的热力学性能，热变形温度明显提高，凝胶率高，且强度好。

实施例5

一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，按以下步骤制备：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备，硅烷接枝聚丙烯A料的原料组成如下(质量份)：

将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆STS96平行同向双螺杆反应挤出机，挤出温度为160～240℃)，制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备，催化剂母粒B料的原料组成如下(质量份)：

聚丙烯，使用均聚聚丙烯，韩华HJ730L(熔指5.0g/10min) 100份；

相容剂，使用马来酸酐接枝聚丙烯PP-G-MAH，埃克森PO 1020 3份；

催化剂，使用二月桂酸二丁基锡(DBTDL) 0.01份；

将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后(使用科倍隆CTE65平行同向双螺杆挤出机，挤出温度为160～200℃)，制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料按95:5的质量比混合均匀，经注塑后(注塑成标准力学性能测试样条)，常温静置交联2天后，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

实施例5的性能测试：

对实施例5接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料进行熔指(表征加工性能)的测定，以及对制得的硅烷交联聚丙烯材料进行强度(表征最终制品的性能)、热变形温度和凝胶率的测定(按GB/T 18474-2001《交联聚乙烯(PE-X)管材和管件交联度的试验方法》测试)，测试结果如下表9和表10所示：

表9实施例5接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷接枝聚丙烯A料的熔指

从测试结果可知，硅烷接枝聚丙烯A料具有优良的加工性能，由于注塑、挤出、模塑等成型方式并非物料熔指越高越好，各有合适的范围。比如挤出，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高会有熔体破裂，比如注塑，硅烷接枝聚丙烯A料的熔指过高，充满模腔的难度会提高。

表10实施例5接枝前的聚丙烯以及制得的硅烷交联聚丙烯材料的性能测试

从测试结果可知，硅烷交联聚丙烯材料具有极佳的热力学性能，热变形温度明显提高，凝胶率高，且强度好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，包括硅烷接枝聚丙烯A料和催化剂母粒B料；

所述硅烷接枝聚丙烯A料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、交联剂1.5～3份、引发剂0.02～0.05份和降解抑制剂0.01～0.05份，所述交联剂为三甲基（2-丙基氧）硅烷，所述降解抑制剂为三丁酸甘油酯，所述引发剂为2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己炔；

所述催化剂母粒B料包括以下质量份的组分：聚丙烯100份、相容剂3～5份和催化剂0.01～0.05份，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

2.根据权利要求1所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯A料与所述催化剂母粒B料的质量比为（94～96）：（6～4）。

3.根据权利要求1所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯均为均聚聚丙烯。

4.根据权利要求3所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯A料中的聚丙烯和所述催化剂母粒B料中的聚丙烯的熔指为3～20g/10min。

5.根据权利要求1所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二月桂酸二辛基锡。

6.一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1～5任意一项所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料，包括以下步骤：

硅烷接枝聚丙烯A料的制备：将硅烷接枝聚丙烯A料的各组分混合并经过挤出造粒后制得硅烷接枝聚丙烯A料；

催化剂母粒B料的制备：将催化剂母粒B料的各组分混合并经过挤出造粒后制得催化剂母粒B料；

将硅烷接枝聚丙烯A料与催化剂母粒B料混合均匀，经挤出、注塑或者吹塑成型后，常温静置交联，得到一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料。

7.根据权利要求6所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，硅烷接枝聚丙烯A料的制备中，挤出温度为160～240℃；

催化剂母粒B料的制备中，挤出温度为160～200℃。

8.根据权利要求6所述的环保高效的硅烷交联聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，常温静置交联的时间为2～4天。