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一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12777440閱讀:263來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及工程塑料領(lǐng)域,尤其涉及一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯及其制備方法。



背景技術(shù):

聚丙烯是一種成本低、性能優(yōu)異、用途廣泛的高分子材料。由于其很容易進(jìn)行改性,在改性后可改善性能,因此聚丙烯成為應(yīng)用非常廣泛的樹(shù)脂材料。聚丙烯在工業(yè)生產(chǎn)上主要用于替代金屬及其他合金,主要應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車(chē)工業(yè)、電子和電器工業(yè)、建筑水管等。

然而,目前市場(chǎng)上用作建筑水管的聚丙烯材料,普遍存在耐熱性能差的問(wèn)題。這中不耐熱的水管使用一段時(shí)間長(zhǎng)后,很容易老化,從而導(dǎo)致管材出現(xiàn)開(kāi)裂、漏水。且自來(lái)水管本身不具有抗菌功能,需要使用對(duì)人體有害的漂白粉對(duì)自來(lái)水進(jìn)行消毒,危害大,不環(huán)保。因此,有必要對(duì)聚丙烯材料的性能進(jìn)行改進(jìn),開(kāi)發(fā)一種耐熱抗菌的聚丙烯材料。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供了一種力學(xué)強(qiáng)度高、耐高溫、抗菌消毒的聚丙烯。

同時(shí),本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯的制備方法。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:

一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,基本配方和重量比組成為:

共聚聚丙烯 30~45%

增強(qiáng)纖維 10~20%

聚苯醚 15~25%

相容劑 5~10%

偶聯(lián)劑改性填料 15~25%

復(fù)合抗氧劑 0.5~2%

抗UV劑 0.1~1.5%。

優(yōu)選的,所述共聚聚丙烯為辛烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物。

優(yōu)選的,所述共聚聚丙烯中辛烯的含量為8-12%。

優(yōu)選的,所述增強(qiáng)纖維為甲克素纖維。

優(yōu)選的,所述聚苯醚為粉狀聚苯醚,目數(shù)為300-1000目。

優(yōu)選的,所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝SEBS、馬來(lái)酸酐接枝POE中的至少一種。

優(yōu)選的,所述相容劑的接枝率為10-15%。

優(yōu)選的,所述偶聯(lián)劑改性填料為硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣。

優(yōu)選的,所述復(fù)合抗氧劑為主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168按1:4的比例混合。

上述的高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,其制備的工藝步驟如下:

(1)將除了增強(qiáng)纖維之外的組分按照配方比例,在混合機(jī)中混合后,加入帶有加纖口的雙螺桿擠出機(jī),將增強(qiáng)纖維從雙螺桿擠出機(jī)的加纖口加入;

(2)全部組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為150~200℃,二區(qū)溫度為180~220℃,三區(qū)溫度為200~240℃,四區(qū)溫度為210~240℃,五區(qū)溫度為180~220℃,機(jī)頭溫度為160~180℃,喂料速度為20~200轉(zhuǎn)/分鐘,螺桿轉(zhuǎn)速為50~500轉(zhuǎn)/分鐘。

本發(fā)明的有益效果:

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明制備的聚丙烯,加入了甲克素纖維,增強(qiáng)了聚丙烯材料的拉伸強(qiáng)度,同時(shí)使材料具有抗菌消毒的功能,殺菌效果好,環(huán)保無(wú)毒。加入了聚苯醚,在保持材料原有力學(xué)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,提升了材料的耐高溫性能。本發(fā)明制得的聚丙烯,力學(xué)強(qiáng)度高、成本低,適用于自來(lái)水管、衛(wèi)浴水管等領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,基本配方和重量比組成為:辛烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物 45%、甲克素纖維 10%、聚苯醚 15%、馬來(lái)酸酐接枝SEBS 10%、硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣 17%、復(fù)合抗氧劑 2%、抗UV劑 1%。

上述的高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,其制備的工藝步驟如下:

(1)將除了甲克素纖維之外的組分按照配方比例,在混合機(jī)中混合后,加入帶有加纖口的雙螺桿擠出機(jī),將增強(qiáng)纖維從雙螺桿擠出機(jī)的加纖口加入;

(2)全部組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為150℃,二區(qū)溫度為180℃,三區(qū)溫度為200℃,四區(qū)溫度為210℃,五區(qū)溫度為180℃,機(jī)頭溫度為160℃,喂料速度為20轉(zhuǎn)/分鐘,螺桿轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘。

實(shí)施例2

一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,基本配方和重量比組成為:辛烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物 30%、甲克素纖維 20%、聚苯醚 25%、馬來(lái)酸酐接枝POE 5%、硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣 19%、復(fù)合抗氧劑 0.5%、抗UV劑 0.5%。

上述的高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,其制備的工藝步驟如下:

(1)將除了甲克素纖維之外的組分按照配方比例,在混合機(jī)中混合后,加入帶有加纖口的雙螺桿擠出機(jī),將增強(qiáng)纖維從雙螺桿擠出機(jī)的加纖口加入;

(2)全部組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為200℃,二區(qū)溫度為220℃,三區(qū)溫度為240℃,四區(qū)溫度為240℃,五區(qū)溫度為220℃,機(jī)頭溫度為180℃,喂料速度為200轉(zhuǎn)/分鐘,螺桿轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘。

實(shí)施例3

一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,基本配方和重量比組成為:辛烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物 40%、甲克素纖維 15%、聚苯醚 15%、馬來(lái)酸酐接枝POE 8%、硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣 20%、復(fù)合抗氧劑 0.5%、抗UV劑 1.5%。

上述的高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,其制備的工藝步驟如下:

(1)將除了甲克素纖維之外的組分按照配方比例,在混合機(jī)中混合后,加入帶有加纖口的雙螺桿擠出機(jī),將增強(qiáng)纖維從雙螺桿擠出機(jī)的加纖口加入;

(2)全部組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為175℃,二區(qū)溫度為200℃,三區(qū)溫度為220℃,四區(qū)溫度為230℃,五區(qū)溫度為200℃,機(jī)頭溫度為170℃,喂料速度為100轉(zhuǎn)/分鐘,螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。

實(shí)施例4

一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,基本配方和重量比組成為:

辛烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物 35%、甲克素纖維 20%、聚苯醚 15%、馬來(lái)酸酐接枝SEBS 5%、硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣 23%、復(fù)合抗氧劑 1%、抗UV劑 1%。

上述的高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,其制備的工藝步驟如下:

(1)將除了甲克素纖維之外的組分按照配方比例,在混合機(jī)中混合后,加入帶有加纖口的雙螺桿擠出機(jī),將增強(qiáng)纖維從雙螺桿擠出機(jī)的加纖口加入;

(2)全部組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為200℃,二區(qū)溫度為210℃,三區(qū)溫度為230℃,四區(qū)溫度為210℃,五區(qū)溫度為190℃,機(jī)頭溫度為160℃,喂料速度為150轉(zhuǎn)/分鐘,螺桿轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分鐘。

實(shí)施例5

一種高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,基本配方和重量比組成為:辛烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物 32%、甲克素纖維 18%、聚苯醚 20%、馬來(lái)酸酐接枝SEBS 5%、硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣 24%、復(fù)合抗氧劑 0.5%、抗UV劑 0.5%。

上述的高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯,其制備的工藝步驟如下:

(1)將除了甲克素纖維之外的組分按照配方比例,在混合機(jī)中混合后,加入帶有加纖口的雙螺桿擠出機(jī),將增強(qiáng)纖維從雙螺桿擠出機(jī)的加纖口加入;

(2)全部組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒;設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為170℃,二區(qū)溫度為190℃,三區(qū)溫度為210℃,四區(qū)溫度為2240℃,五區(qū)溫度為200℃,機(jī)頭溫度為180℃,喂料速度為150轉(zhuǎn)/分鐘,螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。

對(duì)比例1

與實(shí)施例1不同的是,對(duì)比例1中,加工過(guò)程不加甲克素纖維,其它條件不變。

對(duì)比例2

與實(shí)施例1不同的是,對(duì)比例1中,加工過(guò)程不加聚苯醚,其它條件不變。

對(duì)比例3

與實(shí)施例1不同的是,對(duì)比例1中,加工過(guò)程不加馬來(lái)酸酐接枝SEBS,其它條件不變。

對(duì)比例4

與實(shí)施例1不同的是,對(duì)比例1中,加工過(guò)程使用未改性納米碳酸鈣替代硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣,其它條件不變。

性能測(cè)試:

對(duì)按上述各配方制得的高強(qiáng)度耐熱抗菌聚丙烯進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果如表1所示:

表1

從表1中可以看出,對(duì)比實(shí)施例1-5和對(duì)比例1,實(shí)施例1-5力學(xué)強(qiáng)度和細(xì)菌殺滅率更高,而對(duì)比例1不具有殺菌效果。對(duì)比實(shí)施例1-5和對(duì)比例2,實(shí)施例1-5的耐熱溫度有明顯的提高。對(duì)比實(shí)施例1-5和對(duì)比例3,實(shí)施例1-5的力學(xué)強(qiáng)度和細(xì)菌殺滅率、耐熱溫度有顯著提升。對(duì)比實(shí)施例1-5和對(duì)比例4,實(shí)施例1-5的力學(xué)強(qiáng)度明顯提高。從以上數(shù)據(jù)說(shuō)明,本發(fā)明制備的聚丙烯具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、抗菌性和耐熱性。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是,本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改,這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。

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