專利名稱：一種通用耐高溫聚丙烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯及其制備方法，更具體地說(shuō)是涉及一種添加填料改性的通用耐高溫聚丙烯及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)是一種價(jià)格低、綜合性能良好、應(yīng)用廣泛的塑料品種。聚丙烯基本特點(diǎn)在于原料來(lái)源豐富、價(jià)格低；易于加工成型；密度為0.89～0.91g/cm3；力學(xué)性能優(yōu)異；幾乎不吸水；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，除發(fā)煙硫酸和強(qiáng)氧化劑外，與大多數(shù)介質(zhì)不起化學(xué)反應(yīng)，PP是一種重要的熱塑性高分子材料。八十年代初寶鋼化工公司引進(jìn)日本技術(shù)在洗苯工藝中采用以PP為材料的花環(huán)填料，替代傳統(tǒng)的木格填料，PP材質(zhì)的花環(huán)填料在焦化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)二十年的應(yīng)用與發(fā)展，發(fā)現(xiàn)PP材質(zhì)的花環(huán)填料存在以下問(wèn)題PP材質(zhì)的耐溫性差，經(jīng)吸苯塔長(zhǎng)期使用與工藝管線蒸汽多次清掃容易變形，影響了花環(huán)填料的使用性能。因此在原有純聚丙烯的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改性，提高其耐溫性，并使之具有較好的加工性能，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改性的通用耐高溫聚丙烯及其制備方法，以提高聚丙烯的耐溫性并使之具有良好的加工性能。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種通用耐高溫的聚丙烯，其組分是
67.9～85重量份數(shù)的共聚聚丙烯；2～10重量份數(shù)的碳酸鈣，重質(zhì)1250目；30～40重量份數(shù)的滑石粉，1000目；0.1～1重量份數(shù)的抗氧劑1010。
制備所述通用耐高溫聚丙烯的方法，包括下列步驟a.碳酸鈣、滑石粉表面處理將重質(zhì)1250目2～10重量份數(shù)的碳酸鈣和1000目30～40重量份數(shù)的滑石粉混合，將無(wú)水乙醇稀釋100倍與硅烷偶聯(lián)劑KH-550和鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ105混合后用作改性劑，硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量均為稀釋后乙醇溶液體積的0.5％，將所述碳酸鈣、滑石粉和所述改性劑在高速混合機(jī)SHR-10A4中30℃混合3min，混合均勻，然后在90℃真空下干燥2小時(shí)；b.密煉機(jī)混合將經(jīng)過(guò)表面處理后的碳酸鈣與滑石粉與0.1～1重量份數(shù)的抗氧劑1010和67.9～85重量份數(shù)的聚丙烯手動(dòng)混合至顆粒與粉末基本相容，然后將混合物置入S(X)U-1L-KA型密煉機(jī)，設(shè)置密煉反應(yīng)溫度為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，密煉反應(yīng)30min；c.粉碎機(jī)粉碎成顆粒將密煉好的物料趁熱扯成3～5cm的小段，待冷卻后置入粉碎機(jī)切碎成粒徑為3～5mm的碎粒；d.在注塑機(jī)上注塑成型將粉碎成顆粒的物料在FT80注射成形機(jī)上注射成型，其中FT80注射成型機(jī)射嘴溫度設(shè)定為210℃，一段溫度設(shè)定為210℃，二段溫度設(shè)定為210℃，三段溫度設(shè)定為190℃，F(xiàn)T80注射成型機(jī)一級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為30，二級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為50，三級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為40，得到產(chǎn)物通用耐高溫的聚丙烯。
本發(fā)明的有益效果，本發(fā)明通過(guò)用無(wú)機(jī)填料改性純PP，提高了其熱變形溫度，從而克服了純pp用作花環(huán)填料容易受熱變形的缺陷，使其熱變形溫度從原有的協(xié)同作用較為接近玻璃纖維對(duì)聚丙烯耐熱性能的影響。采用優(yōu)化的滑石粉/碳酸鈣體系，本發(fā)明具有適中的力學(xué)性能和較高的熱變形溫度，無(wú)論是加工或使用方面均具有廣泛的適用性；滑石粉/碳酸鈣體系均為成本低廉的無(wú)機(jī)填料，可使該體系成本較低，兩者的協(xié)同作用也達(dá)到預(yù)期的耐熱目的。按GB/T1634.1-2004塑料負(fù)荷變形溫度的測(cè)定，ZWK-3型號(hào)的微機(jī)控制熱變形維卡軟化試驗(yàn)機(jī)，通過(guò)無(wú)機(jī)填料協(xié)同作用使純聚丙烯J440在力學(xué)性能基本保持的同時(shí)，熱變形溫度在測(cè)試條件18.5N/mm2條件下，由原來(lái)的54.3℃提高至90.1℃，提高約35℃。應(yīng)用方面，本發(fā)明適合于長(zhǎng)期操作于高溫下的PP制品，如焦化行業(yè)的洗苯工藝等。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，一種通用耐高溫的聚丙烯，其組分是67.9～85重量份數(shù)的共聚聚丙烯；2～10重量份數(shù)的碳酸鈣，重質(zhì)1250目；30～40重量份數(shù)的滑石粉，1000目；0.1～1重量份數(shù)的抗氧劑1010。
制備所述通用耐高溫聚丙烯的方法，包括下列步驟a.碳酸鈣、滑石粉表面處理將重質(zhì)1250目2～10重量份數(shù)的碳酸鈣和1000目30～40重量份數(shù)的滑石粉混合，將無(wú)水乙醇稀釋100倍與硅烷偶聯(lián)劑KH-550和鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ105混合后用作改性劑，硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量均為稀釋后乙醇溶液體積的0.5％，將所述碳酸鈣、滑石粉和所述改性劑在高速混合機(jī)SHR-10A4中30℃混合3min，混合均勻，然后在90℃真空下干燥2小時(shí)；b.密煉機(jī)混合將經(jīng)過(guò)表面處理后的碳酸鈣與滑石粉與0.1～1重量份數(shù)的抗氧劑1010和67.9～85重量份數(shù)的聚丙烯手動(dòng)混合至顆粒與粉末基本相容，然后將混合物置入S(X)U-1L-KA型密煉機(jī)，設(shè)置密煉反應(yīng)溫度為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，密煉反應(yīng)30min；c.粉碎機(jī)粉碎成顆粒將密煉好的物料趁熱扯成3～5cm的小段，待冷卻后置入粉碎機(jī)切碎成粒徑為3～5mm的碎粒；d.在注塑機(jī)上注塑成型將粉碎成顆粒的物料在FT80注射成形機(jī)上注射成型，其中FT80注射成型機(jī)射嘴溫度設(shè)定為210℃，一段溫度設(shè)定為210℃，二段溫度設(shè)定為210℃，三段溫度設(shè)定為190℃，F(xiàn)T80注射成型機(jī)一級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為30，二級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為50，三級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為40，得到產(chǎn)物通用耐高溫的聚丙烯。
實(shí)例一配方聚丙烯309g，碳酸鈣15g，滑石粉175g，硅烷偶聯(lián)劑KH-5501ml；鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ1051ml抗氧劑10101g達(dá)到性能指標(biāo)，見(jiàn)表1。
表1

制備方法1.碳酸鈣、滑石粉表面處理a先把填料碳酸鈣15g、滑石粉175g混合；b將無(wú)水乙醇(純度99％～100％)稀釋，2ml無(wú)水乙醇加入裝入198ml水的燒杯中；
c將硅烷1ml與鈦酸酯1ml混合并用無(wú)水乙醇稀釋后作改性劑，經(jīng)高速混合機(jī)(SHR-10A4)在30℃條件下混合3min，混合均勻，在90℃的真空下干燥2小時(shí)；2.密煉機(jī)混合a將混合好的碳酸鈣與滑石粉無(wú)機(jī)填料，及1g抗氧劑1010加入309g聚丙烯中手動(dòng)混合至顆粒與粉末基本相容。
b置入S(X)U-1L-KA型密煉機(jī)，碳酸鈣、滑石粉協(xié)同反應(yīng)的密煉溫度設(shè)為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，時(shí)間為30min。
3.粉碎機(jī)粉碎成顆粒將混合好的料趁熱扯成3～5cm小段，并待冷卻后擲入普通粉碎機(jī)切碎成粒徑為3～5mm的碎粒。
4.在注塑機(jī)上注塑成型制樣經(jīng)注射成型機(jī)(FT80)，設(shè)置為表2表2

射膠設(shè)定，見(jiàn)表3表3

成型制得協(xié)同材料及GFPP的熱變形溫度測(cè)試及拉伸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣條，參見(jiàn)GB/T1634.1-2004(塑料負(fù)荷變形溫度的測(cè)定)，及GB/T1447-82(玻璃纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法)，GB/T1043(測(cè)試無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度)。
實(shí)例二配方聚丙烯299g，碳酸鈣15g，滑石粉185g，硅烷偶聯(lián)劑KH-5501ml；鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ1051ml抗氧劑10101g達(dá)到性能指標(biāo)，見(jiàn)表4。
表4

制備方法1.碳酸鈣、滑石粉表面處理a先把填料碳酸鈣15g、滑石粉185g混合；b將無(wú)水乙醇(純度99％～100％)稀釋，2ml無(wú)水乙醇加入裝入198ml水的燒杯中；c將硅烷1ml與鈦酸酯1ml混合并用無(wú)水乙醇稀釋后作改性劑，經(jīng)高速混合機(jī)(SHR-10A4)在30℃條件下混合3min，混合均勻，在90℃的真空下干燥2小時(shí)；2.密煉機(jī)混合a將混合好的碳酸鈣與滑石粉無(wú)機(jī)填料，及1g抗氧劑1010加入299g聚丙烯中手動(dòng)混合至顆粒與粉末基本相容。
b置入S(X)U-1L-KA型密煉機(jī)，碳酸鈣、滑石粉協(xié)同反應(yīng)的密煉溫度設(shè)為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，時(shí)間為30min。
3.粉碎機(jī)粉碎成顆粒將混合好的料趁熱扯成3～5cm小段，并待冷卻后擲入普通粉碎機(jī)切碎成粒徑為3～5mm的碎粒。
4.在注塑機(jī)上注塑成型制樣經(jīng)注射成型機(jī)(FT80)，設(shè)置為表5表5


射膠設(shè)定，見(jiàn)表6表6

成型制得協(xié)同材料及GFPP的熱變形溫度測(cè)試及拉伸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣條，參見(jiàn)GB/T1634.1-2004(塑料負(fù)荷變形溫度的測(cè)定)，及GB/T1447-82(玻璃纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法)，GB/T1043(測(cè)試無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度)。
以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種通用耐高溫的聚丙烯，其組分是67.9～85重量份數(shù)的共聚聚丙烯；2～10重量份數(shù)的碳酸鈣，重質(zhì)1250目；30～40重量份數(shù)的滑石粉，1000目；0.1～1重量份數(shù)的抗氧劑1010。
2.一種制備權(quán)利要求1所述通用耐高溫聚丙烯的方法，包括下列步驟a.碳酸鈣、滑石粉表面處理將重質(zhì)1250目2～10重量份數(shù)的碳酸鈣和1000目30～40重量份數(shù)的滑石粉混合，將無(wú)水乙醇稀釋100倍與硅烷偶聯(lián)劑KH-550和鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ105混合后用作改性劑，硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量均為稀釋后乙醇溶液體積的0.5％，將所述碳酸鈣、滑石粉和所述改性劑在高速混合機(jī)SHR-10A4中30℃混合3min，混合均勻，然后在90℃真空下干燥2小時(shí)；b.密煉機(jī)混合將經(jīng)過(guò)表面處理后的碳酸鈣與滑石粉與0.1～1重量份數(shù)的抗氧劑1010和67.9～85重量份數(shù)的聚丙烯手動(dòng)混合至顆粒與粉末基本相容，然后將混合物置入S(X)U-1L-KA型密煉機(jī)，設(shè)置密煉反應(yīng)溫度為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，密煉反應(yīng)30min；c.粉碎機(jī)粉碎成顆粒將密煉好的物料趁熱扯成3～5cm的小段，待冷卻后置入粉碎機(jī)切碎成粒徑為3～5mm的碎粒；d.在注塑機(jī)上注塑成型將粉碎成顆粒的物料在FT80注射成形機(jī)上注射成型，其中FT80注射成型機(jī)射嘴溫度設(shè)定為210℃，一段溫度設(shè)定為210℃，二段溫度設(shè)定為210℃，三段溫度設(shè)定為190℃，F(xiàn)T80注射成型機(jī)一級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為30，二級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為50，三級(jí)射膠壓力設(shè)定為80Bar，百分比速度為40，得到產(chǎn)物通用耐高溫的聚丙烯。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種通用耐高溫的聚丙烯，其組分是67.9～85重量份數(shù)的共聚聚丙烯；2～10重量份數(shù)的碳酸鈣；30～40重量份數(shù)的滑石粉；0.1～1重量份數(shù)的抗氧劑1010。本發(fā)明還公開(kāi)了上述通用耐高溫聚丙烯的制備方法。本發(fā)明采用優(yōu)化的滑石粉/碳酸鈣體系對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性使其具有適中的力學(xué)性能和較高的熱變形溫度，按GB/T1634.1－2004塑料負(fù)荷變形溫度的測(cè)定，ZWK－3型號(hào)的微機(jī)控制熱變形維卡軟化試驗(yàn)機(jī)，通過(guò)無(wú)機(jī)填料協(xié)同作用使純聚丙烯J440在力學(xué)性能基本保持的同時(shí)，熱變形溫度在測(cè)試條件18.5N/mm
文檔編號(hào)C08K9/06GK1872909SQ20061002818
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者白欣曄, 姚國(guó)英, 姜愛(ài)英, 韓蓉 申請(qǐng)人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院