專利名稱：生產(chǎn)高熔融指數(shù)聚丙烯纖維的固體降解劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體降解劑，具體涉及一種用于生產(chǎn)分子量分布窄的高熔融指數(shù)聚丙烯產(chǎn)品的固體降解劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)市場對高熔融指數(shù)的聚丙烯纖維的需求量不斷增大。高質(zhì)量的聚丙烯纖維要求聚丙烯產(chǎn)品的熔融指數(shù)穩(wěn)定且分子量分布窄。而要生產(chǎn)符合該要求的聚丙烯產(chǎn)品，需要用到降解法，即通過在寬分子量低熔融指數(shù)聚丙烯產(chǎn)品的擠出造粒的過程中添加降解劑來實現(xiàn)生產(chǎn)分子量分布窄而熔融指數(shù)高的聚丙烯產(chǎn)品。在合成聚丙烯的過程中，傳統(tǒng)的合成工藝可以生產(chǎn)不同分子量且分子量分布相對比較寬的各種級別PP樹脂，樹脂中的高分子量拖尾使其呈現(xiàn)高溶體彈性。當(dāng)要生產(chǎn)熔融指數(shù)高且分子量分布窄的PP樹脂產(chǎn)品(CR-PP，可控流變聚丙烯)時，傳統(tǒng)的合成工藝很難直接實現(xiàn)。因此，必須使用其他工藝生產(chǎn)某些要求流動性得到改善的產(chǎn)品，如在纖維，薄膜，薄壁注射模塑中的應(yīng)用。要實現(xiàn)生產(chǎn)熔融指數(shù)高且分子量分布窄的PP樹脂，可以通過兩個方法，一是采用改進(jìn)的催化劑體系，如使用茂金屬催化劑，但是這個方法并不是所有的PP聚合工藝都能應(yīng)用。另一個方法是通過在PP的擠出過程中添加過氧化物降解劑，通過控制過氧化物的量和合理的控制擠出過程的參數(shù)，也可以得到相應(yīng)的高M(jìn)FI窄分布的產(chǎn)品。常用的降解劑有以下幾種一 氫過氧化物，如TBPH、CHP ；二 烷基 / 芳基過氧化物如 DTBP、DTAP、DCUP、BCHP ；三多元過氧化物如DHBP、DYBP, BU、DIPP ；此外，還有一些大環(huán)過氧化物如EMPN、NMCN ；過氧化縮酮如EBU等。大多數(shù)過氧化物都屬于危險品。由于過氧化物在受熱的情況下很容易釋放出氧， 并且放出大量的熱，因此，運(yùn)輸和儲存稍有不當(dāng)，便會有燃燒和爆炸的危險。極少數(shù)固體過氧化物雖然比較安全，但是價格昂貴。另外，由于液體過氧化物直接添加進(jìn)聚合物進(jìn)行減黏操作時，一般情況下添加量很小，要使降解劑均勻的分散在聚合物中，比較困難。如分散不均勻，可能造成產(chǎn)品的熔融指數(shù)不穩(wěn)定，均一性差，影響下游加工操作的連續(xù)性以及相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量。為了使降解劑在造粒的過程中分布更為均勻，添加過程更具安全性，考慮開發(fā)固體降解劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)性能穩(wěn)定的、易與聚丙烯粉料均勻混合的固態(tài)降解劑。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種固體降解劑，按重量百分比由下述組分組成
3
聚丙烯74-87%
過氧化物5-20%
聚乙烯蠟PE5204-5%
PPA 助劑2-3%其中，所述過氧化物為二叔戊基過氧化物、2，5_ 二甲基-2，5_雙(叔丁基過氧基)己烷、 過氧化二異丙苯中的一種；所述PPA 助劑為 FX5911、FX5912、FX5924、FX5^6 中的一種。上述原料按重量百分比74-87%聚丙烯、5-20%過氧化物、4-5%聚乙烯蠟PE520、 2-3% PPA助劑投入混合機(jī)中混合4分鐘，再將上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)，120°C下進(jìn)行熔融擠出造粒，得到固體降解劑。本發(fā)明中，聚丙烯采用熔融指數(shù)l-10g/10min(23(TC，2. 16kg)的聚丙烯粉料，優(yōu)選熔融指數(shù)3-5g/10mir^23(TC，2. Wkg)的聚丙烯粉料。這種粉料能夠使過氧化物和其他添加劑更加均勻的分散，且為液體或固體的過氧化物提供負(fù)載作用。本發(fā)明中，過氧化物為二叔戊基過氧化物、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基) 己烷或過氧化二異丙苯中的一種。其中，(1) 二叔戊基過氧化物的分解產(chǎn)物為叔戊醇，可以有效的改善聚丙烯分解產(chǎn)物的特性，從而改善可控流變聚丙烯樹脂產(chǎn)品的氣味特性；(2)2， 5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷相比二叔丁基過氧化物不易氣化，從而在生產(chǎn)操作中方便安全；(3)過氧化二異丙苯為固體，相比液體過氧化物生產(chǎn)操作安全性高。本發(fā)明中，添加了聚乙烯蠟PE520，其作用在于調(diào)整聚丙烯產(chǎn)品的流動性，同時不影響聚丙烯產(chǎn)品的機(jī)械性能，使其具有良好的熱穩(wěn)定性，提高聚丙烯產(chǎn)品的表面潤滑性。由于過氧化物在高溫下易分解變質(zhì)，因此固體降解劑需要較低的擠出造粒溫度。聚乙烯蠟 PE520的加入可使本發(fā)明固體降解劑在低溫造粒，從而避免過氧化物分解變質(zhì)。本發(fā)明中還加入了 PPA助劑，包括FX5911，F(xiàn)X5912，F(xiàn)X5924、FX5擬6。上述PPA助劑是以含氟高分子聚合物為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的聚合物加工助劑。它可以提高產(chǎn)品表面質(zhì)量，提高表面光澤度；消除口模積料；改善樹脂的加工性能；同時降低熔體壓力、降低電流損耗、提高產(chǎn)品擠出質(zhì)量，提高產(chǎn)效。本發(fā)明提供的固體降解劑用于生產(chǎn)高熔融指數(shù)的聚丙烯纖維，所用聚丙烯粉料熔融指數(shù)為Ι-lOg/lOmin，所述固體降解劑的添加量為聚丙烯粉料的0. 3-8wt. %。本發(fā)明提供的固體降解劑，不易揮發(fā)和分解，非常適用于較為復(fù)雜的儲存和使用環(huán)境。相對目前生產(chǎn)中常用的液體過氧化物降解劑，它便于運(yùn)輸，也不容易造成閃燃和閃爆等現(xiàn)象。同時，由于其本身的穩(wěn)定特性，在使用過程中，可以避免由于揮發(fā)和摩擦造成起火等安全事故的發(fā)生。本發(fā)明采用雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)，可以得到微小顆粒的固體降解劑，在加入到聚合物粉末當(dāng)中時，會很快的隨著物料的推進(jìn)進(jìn)程而分散到整個體系中，從而達(dá)到均勻的分散效果。這樣，在經(jīng)過擠出過程后，由于混合體系中各部分的降解劑濃度分布一致，從而使產(chǎn)品具有很穩(wěn)定的熔融指數(shù)，大大提高了產(chǎn)品的品質(zhì)。
綜上所述，本發(fā)明提供的固體降解劑完全保留了過氧化物降解劑本身對PP產(chǎn)品的作用，同時提高了運(yùn)輸和使用過程中的操作安全性，并且有效當(dāng)量高。其作用和特點(diǎn)如下1)實現(xiàn)對聚合物分子量分布的調(diào)節(jié)，提高PP產(chǎn)品的熔融指數(shù)，改善聚合物的流變性能；2)熱穩(wěn)定性好，運(yùn)輸方便，使用安全；3)容易混合均勻，提高產(chǎn)品的均一性；4)有效含量高，可以在大型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備上使用。
具體實施例方式下面的實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。本實施例中所用化學(xué)藥品均為市售商品。聚丙烯T30S粉料，熔融指數(shù)3-5g/10min (230°C，2. 16kg)，遼河石化；過氧化物阿拉蘇諾貝爾公司；其中，二叔戊基過氧化物為無色透明液體，密度 0.818g/cm3，沸點(diǎn)146°C ；2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷為淡黃色透明液體， 無刺激性氣味，無毒，不溶于水，熔點(diǎn)8°C，分解溫度145°C ；過氧化二異丙苯為白色結(jié)晶，強(qiáng)氧化劑，不溶于水。聚乙烯蠟PE520，科萊恩化工有限公司； 々助劑？乂5911、？乂5912、？乂5924、？乂5926，均為 3M 公司產(chǎn)品。實施例1一種固體降解劑，按重量百分比由下述組分組成
聚丙烯T30S粉料87kg
2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷 5 kg 聚乙烯蠟PE5205 kg
FX59113 kg其中，聚丙烯T30S粉料的熔融指數(shù)3-5g/10mir^230°C，2. 16kg)。將上述原料按配比投入混合機(jī)中混合4分鐘，再將混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)， 120。C下進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出物經(jīng)熔融、造粒后得到固體降解劑。實施例2一種固體降解劑，按重量百分比由下述組分組成
聚丙烯T30S粉料
2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷聚乙烯蠟PE520 FX5911
83kg IOkg 5 kg 2 kg
其中，聚丙烯T30S粉料的熔融指數(shù)3-5g/10mir^230°C，2. 16kg)。將上述原料按配比投入混合機(jī)中混合4分鐘，再將混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)， 120。C下進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出物經(jīng)熔融、造粒后得到固體降解劑。實施例3ー種固體降解劑，按重量百分比由下述組分組成
聚丙烯T30S粉料78kg
2,5-ニ甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基:)己烷 15 kg 聚乙烯蠟PE5205 kg
FX59112 kg其中，聚丙烯T30S粉料的熔融指數(shù)3-5g/10mir^230°C，2. 16kg)。將上述原料按配比投入混合機(jī)中混合4分鐘，再將混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)， 120。C下進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出物經(jīng)熔融、造粒后得到固體降解劑。實施例4ー種固體降解劑，按重量百分比由下述組分組成
聚丙烯T30S粉料74kg
2,5-ニ甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基:)己烷 20 kg 聚乙烯蠟PE5204 kg
FX59112 kg其中，聚丙烯T30S粉料的熔融指數(shù)3-5g/10mir^230°C，2. 16kg)。將上述原料按配比投入混合機(jī)中混合4分鐘，再將混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)， 120。C下進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出物經(jīng)熔融、造粒后得到固體降解劑。實施例5將上述4個實施例制備的固體降解劑樣品與標(biāo)準(zhǔn)熔融指數(shù)為3-5g/10min的T30S 聚丙烯粉料混合后，在雙螺桿擠出機(jī)(TE-52，螺桿直徑52mm，長徑比40，喂料速度75kg/h， 擠出溫度200-220°C )中穩(wěn)定造粒20小時，每兩小時取一次樣品。在230°C，2. 16kg產(chǎn)品 的條件下，測試樣品熔體的標(biāo)準(zhǔn)熔融指數(shù)，分別記為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，并計算樣本標(biāo) 準(zhǔn)差。以液體過氧化物ニ叔丁基過氧化物(DTBP)為降解劑，以同樣的造粒方式擠出造粒， 所得的樣品在同樣的條件下進(jìn)行測試。其中，DTBP 加入量為0. 08wt. % ；實施例1 加入量 為2wt. % (過氧化物實際添加量為T30S聚丙烯粉料的0. 08wt. % )；實施例2 加入量為 0. 8wt. % (過氧化物實際添加量為T30S聚丙烯粉料的0. 08wt. % )；實施例3 加入量為 0. 54wt. % (過氧化物實際添加量為T30S聚丙烯粉料的0. 08wt. % )；實施例4 加入量為 0. 4wt. % (過氧化物實際添加量為T30S聚丙烯粉料的0. 08wt. % )。熔融指數(shù)對比如下表 1 表1 熔融指數(shù)對比(g/10min，230°C )
權(quán)利要求
1.ー種固體降解劑，按重量百分比由下述組分組成聚丙烯74-87%過氧化物5-20%聚乙烯蠟PE5204-5%PPA 助劑2-3%其中，所述過氧化物為ニ叔戊基過氧化物、2，5-ニ甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷、過氧 化ニ異丙苯中的一種；所述 PPA 助劑為 FX5911、FX5912、FX5924、FX5^6 中的ー種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體降解劑，其特征在于所述聚丙烯為熔融指數(shù)1-lOg/lOmin 的聚丙烯粉料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述固體降解劑，其特征在于所述聚丙烯為熔融指數(shù)3-5g/10min 的聚丙烯粉料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體降解劑，其特征在于所述過氧化物為2，5-ニ甲基-2， 5-雙(叔丁基過氧基)己烷；所述PPA助劑為FX5911。
5.如權(quán)利要求1所述固體降解劑的制備方法，其特征在于按重量百分比將74-87%聚 丙烯、5-20%過氧化物、4-5%聚乙烯蠟PE520、2-3% PPA助劑投入混合機(jī)中混合4分鐘，將 上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)，120°C下進(jìn)行熔融擠出造粒，得到固體降解劑。
6.如權(quán)利要求1所述的固體降解劑用于生產(chǎn)高熔融指數(shù)的聚丙烯纖維，其特征 在于聚丙烯粉料熔融指數(shù)為1-lOg/lOmin，所述固體降解劑的添加量為聚丙烯粉料的 0. 3-8wt. %。
全文摘要
一種生產(chǎn)高熔融指數(shù)聚丙烯纖維的固體降解劑及其制備方法，所述降解劑按重量百分比由下述組分組成74-87％聚丙烯、5-20％過氧化物、4-5％聚乙烯蠟PE520、2-3％PPA助劑。將上述原料按比例投入混合機(jī)中混合4分鐘，將上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)，120℃下進(jìn)行熔融擠出造粒，得到固體降解劑。本發(fā)明提供的固體降解劑完全保留了過氧化物降解劑本身對PP產(chǎn)品的作用，同時提高了運(yùn)輸和使用過程中的操作安全性，并且有效當(dāng)量高。
文檔編號B29B9/06GK102358791SQ20111022442
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者任國輝, 任春江 申請人:大連興輝化工有限公司