一種提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法與流程
2023-09-20 20:25:20
本發明涉及高分子材料改性領域，特別涉及一種提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法。
背景技術：
聚丙烯（以下簡稱PP）以其優良的的耐熱及機械性能，有著廣泛的市場需求，但PP屬結晶性聚合物，其軟化點和熔點非常接近，熔程窄；在溫度高於結晶熔點進行熱成型時，強度急劇下降，導致熱成型時PP的粘彈區不能在較寬溫度範圍內保持穩定，PP的熔體強度迅速下降，其粘度也將迅速降低，高溫下這種無粘彈性的PP熔膜難以成型。而廢舊聚丙烯的熔融指數更高，熔體強度更低，特別是把廢舊聚丙烯加工成0.5～2mm的薄壁製品時成型性能更差,甚至無法進行，故採用廢舊聚丙烯PP進行擠出生產塑料薄壁製品時，需先提高廢舊聚丙烯的熔體強度。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種利用廢舊聚丙烯改性從而提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法，該方法工藝簡單、生產效率高、生產成本低廉、對環境無汙染。
本發明的提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法，是將廢舊聚丙烯和改性母粒，按比例均勻混合加入反應型擠出機中經過接枝反應生成改性聚丙烯，提高聚丙烯的熔體強度；其中，改性母粒是以無機粉體為載體，在其外表面塗抹化工助劑後再包裹上一層熱塑性彈性體而製成的母粒；改性聚丙烯各組分的含量以重量份計算為：廢舊聚丙烯 75～85份,改性母粒 15～25份，包括以下步驟：
①、製作外表面塗抹有過氧化物的粉體：取活性化無機粉體70份、過氧化物20份，先將活性化無機粉體在攪拌機中攪拌至50～60℃，然後倒入過氧化物，再攪拌5～10min後取出冷卻至室溫，得到過氧化物粉體；
②、製作外表面塗抹有化學改性劑的粉體：取活性化無機粉體70份、化學改性劑總量20份，先將活性無機粉體在攪拌機中攪拌至50～60℃，然後倒入化學改性劑，再攪拌5～10min後取出冷卻至室溫，得到化學改性劑粉體；
③、製作改性母粒：取過氧化物粉體1～20份、化學改性劑粉體15～35份、熱塑性彈性體10～15份，分別將過氧化物粉體和化學改性劑粉體加入到粉體給料機Ⅰ和粉體給料機Ⅱ中，將熱塑性彈性體加入到塑料給料機，三者攪拌混合後在雙螺杆擠出機完成造粒，粉粒再通過拉條機頭成型、過水冷卻、切粒獲得改性母粒；
④、製作改性聚丙烯：取廢舊聚丙烯 75～85份、改性母粒15～25份，先將廢舊聚丙烯通過改性造粒機第一級的單螺杆擠出機熔融擠出，經擠出機出口處的濾網濾出不熔雜質後進入改性造粒機第二級的平行雙螺杆擠出機，再將改性母粒通過給料機從第二級平行雙螺杆擠出機前段的排氣口投入，經熔融捏合混煉發生接枝反應後，由機頭擠出過水冷卻、切粒獲得改性聚丙烯顆粒。
本發明的實質性特點和顯著進步是：
1.本發明的提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法，以無機粉體為載體加入過氧化物、化學改性劑後再外裹熱塑性彈性體製成母粒，不僅較好地克服了由於化學改性劑分散、分配不均帶來產品質量不穩定等缺陷，而且可使化學改性劑的加入方式變得簡單易行；採用熱塑性彈性體包裹無機粉體一方面使得使用較少熱塑性彈性體就能獲較大量的熱塑性彈性體材料，在提高聚丙烯韌性的同時也不降低其強度，一方面通過添加過氧化物和小分子單體使聚丙烯的分子結構發生了較大的變化，產生了支鏈結構，起到提高熔體強度作用，從而得到變硬化特性較好的高熔體強度聚丙烯。
2.本發明的提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法，採用廢舊聚丙烯作基料,價格便宜, 採用排氣式生產機組能較好地解決廢舊再生料中空藏水不易乾燥的難題，而且可在常規廢舊塑料再生設備上，實現再生與改性的同步，有利於降低成本。
3.本發明的提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法,無廢棄物排放、也無有毒有害氣體溢出，有利於環保，具有工藝流程簡單、生產效率高、產品形態可調範圍寬、經濟性佳等特點。
具體實施方式
下面通過具體實施例進一步說明本發明的技術方案。
實施例一至實施例六：
一種提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法，由下述組分混合熔融擠出製成，各組分的含量以重量份計算為（參見附表一）：廢舊聚丙烯85份， 改性母粒 15份；
所述改性母粒是以活性化無機粉體為載體外表面塗抹過氧化物、化學改性劑後再外裹熱塑性彈性體而製成的母粒，組成改性母粒各組分的含量以重量份計算為：
1、過氧化物粉體17份，秋蘭姆粉體17份、熱塑性彈性體11.3份；
2、過氧化物粉體10份，秋蘭姆粉體24份、熱塑性彈性體11.3份；
3、過氧化物粉體2份，丙烯酸（AA）粉體32份、熱塑性彈性體11.3份；
4、過氧化物粉體1份，丙烯酸（AA）粉體33份、熱塑性彈性體11.3份；
5、過氧化物粉體2份，甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）粉體32份、熱塑性彈性體11.3份；
6、過氧化物粉體1份，甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）粉體33份、熱塑性彈性體11.3份。
組成改性聚丙烯的配比比例有多種，附表一僅列出其中的6種，每個實施例可選其中的一種。
在上述實施例一至實施例六中：
①、組成改性聚丙烯的廢舊聚丙烯內含5～10%的無機材料，所述的無機材料為灰塵雜質、碳酸鈣、滑石粉等；
②、所述的過氧化物為過氧化二異丙苯、二異丙苯過氧化氫、2,5二甲基- 2,5已烷、2,5二甲基- 2,5已炔、二叔丁基過氧化物、二叔戊基過氧化物等分子中含有-O-O-健的化合物，優選過氧化二異丙苯；
③、所述的化學改性劑為秋蘭姆、丙烯酸（AA）、馬來酸酐（MAH）、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）、甲基丙烯酸（MA）以及長鏈不飽和脂肪酸等之中一種或兩種，優選秋蘭姆；
④、所述的無機粉體為碳酸鈣、滑石粉或二氧化矽中之一種，優選碳酸鈣；
⑤、所述的熱塑性彈性體為EPDM、POE、SBS，EVA中之一種，優選POE。
實施例七：
提高廢舊聚丙烯熔體強度的方法，包括下述步驟：
①、製作外表面塗抹有過氧化物的粉體：取活性化無機粉體70份、過氧化物20份，先將活性化無機粉體在攪拌機中攪拌至50～60℃，然後倒入過氧化物，再攪拌5～10min後取出冷卻至室溫，得到過氧化物粉體；
②、製作外表面塗抹有化學改性劑的粉體：取活性化無機粉體70份、化學改性劑總量20份，先將活性無機粉體在攪拌機中攪拌至50～60℃，然後倒入化學改性劑，再攪拌5～10min後取出冷卻至室溫，得到化學改性劑粉體；
③、製作改性母粒：取過氧化物粉體1～20份、化學改性劑粉體15～35份、熱塑性彈性體10～15份，分別將過氧化物粉體和化學改性劑粉體加入到粉體給料機Ⅰ和粉體給料機Ⅱ中，將熱塑性彈性體加入到塑料給料機，三者攪拌混合後在雙螺杆擠出機完成造粒，粉粒再通過拉條機頭成型、過水冷卻、切粒獲得改性母粒；
④、製作改性聚丙烯：取廢舊聚丙烯 75～85份、改性母粒15～25份，先將廢舊聚丙烯通過改性造粒機第一級的單螺杆擠出機熔融擠出，經擠出機出口處的濾網濾出不熔雜質後進入改性造粒機第二級的平行雙螺杆擠出機，再將改性母粒通過給料機從第二級平行雙螺杆擠出機前段的排氣口投入，經熔融捏合混煉發生接枝反應後，由機頭擠出過水冷卻、切粒獲得改性聚丙烯顆粒。
本發明改性聚丙烯中各組份的具體含量參見附表一，但也不僅僅限於表中所列數據，所有在權利要求書範圍內的數值變化，均在本發明專利的保護範圍之內。
實施例一至實施例六各混合物配比如下述附表一 。
附表一： 改性聚丙烯中各組份含量配比方案表（以重量份數計算）