一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法
2023-05-08 09:10:16 3
專利名稱：一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法
技術領域：
本發明是一種提高聚丙烯聚合物性能的工藝方法，屬於高分子材料中聚丙烯聚合物製造的技術領域。
背景技術：
商用聚丙烯是一種等規的、半結晶狀的熱塑性聚合物，然而由於其熔體強度和應變硬化不足，造成其在熔融加工方面的缺點，如基材高速擠出時的邊緣擺動、片材下垂和熱成型中局部變薄、塌陷等；從而限制了其在擠出塗層、吹塑、發泡及型材擠塑熱成型方面的應用。黑蒙特公司專利CN1045107A公告了一種通過在反應器中添加稀釋的過氧化物引發劑以改進聚丙烯熔體強度的方法。雖然獲得了長鏈支化、具有應變硬化特性的聚丙烯，，但由於過氧化物價格非常昂貴，加上該技術在工業應用及技術的局限性方面的原因，使得該技術不能進入實用階段在工藝方面，現有技術中改性聚丙烯中殘餘自由基的減活化一般採用添加甲硫醇或通過將聚合物升溫至120℃以上。然而甲硫醇是一種極易燃燒和爆炸的氣體，且具有極強的特殊臭味，而將聚合物升溫至120℃以上，一方面對設備要求很高，而且消耗巨大。
三、技術內容1、發明目的本發明的目的是提供一種成本低、節約能源、安全、無汙染、適合於連續化規模化生產的一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法。
2、技術方案本發明的一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法為a、在去氧或相似情況下的混合容器中，在室溫20～26℃下，將稀釋的低分解溫度過氧化物引發劑，與線形聚丙烯聚合物混合，b、在去氧或相似情況下，將以上所得混合物加入已升溫至70～90℃的帶有攪拌裝置的臥式反應器，並保持足夠時間，該時間一般是所在溫度下過氧化物分解的5～10個半衰期，產生大量的線形丙烯聚合物鏈段，以及形成大量的長支鏈，但不至於形成凝膠，c、在去氧情況下，將以上所得混合物移入第三攪拌釜，釜內添加受阻酚類的主抗氧劑和亞磷酸酯類的輔助性抗氧劑，以在造粒過程中減活化殘餘的自由基，d、將上一步產生的混合物進入螺杆擠出機熔融擠出造粒，獲得最終產品，臥式反應器具有小流量的氣體循環裝置，以使多餘的溶劑回收，第三攪拌釜內受阻酚類主抗氧劑為「1010」型抗氧劑，亞磷酸酯類輔助性抗氧劑為「P-EPQ」型抗氧劑。
3、技術效果1、現有技術中改性聚丙烯中殘餘自由基的減活化一般採用添加甲硫醇或通過將聚合物升溫至120℃以上。然而甲硫醇是一種極易燃燒和爆炸的氣體，且具有極強的特殊臭味，而將聚合物升溫至120℃以上，一方面對設備要求很高，而且消耗巨大，因而在造粒過程中添加P-EPQ既可以克服添加甲硫醇所帶來的安全問題和環保問題，也可以節約能源，使運行成本降低。
2、現有技術中一般採用單釜操作，為了實現該工藝技術的連續化和規模化，本發明採用連續操作。
3、由於現有技術所涉及過氧化物較難得到，而且價格昂貴，本發明所採用引發劑國內生產技術成熟，價格低廉，引發活性高。
四、具體實施方法將1200克聚丙烯粉料(揚子石化公司塑料廠F401，MFR2.2g/10min，未加任何添加劑)，加入設有攪拌器的容器中。關閉容器，並充入高純氮氣，直到殘氧含量小於100ppm，充氮結束後，將10ml，83℃下具有0.1小時半衰期的過氧化二碳酸雙(2-乙基己酯)(濃度為99wt％，天津市漢沽高分子化工助劑廠)與50ml己烷(市售分析純)混合後加入容器與聚合物混合約10分鐘，使聚丙烯與過氧化物混合直到呈均勻的混合物，然後將該混合物移入升溫至83℃的臥式反應器(4L，北京化工研究院製造)攪拌40分鐘後，在氮封狀態下將該混合物移入第三帶攪拌的混合容器，按聚丙烯總重量的各0.1wt％加入抗氧劑P-EPQ(科萊恩化工(上海)有限公司)、1010和HA(硬脂酸鈣)，攪拌均勻後進入雙螺杆擠出機造粒，在室溫下冷卻後，獲得最終產品。
用該方法製得的聚丙烯(共)聚合物熔體強度為1.68×105pa.s，而原聚丙烯(F401)熔體的強度為0.097×105pa.s。
權利要求
1.一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法，其特徵在於該方法為a、在去氧或相似情況下的混合容器中，在室溫20～26℃下，將稀釋的低分解溫度過氧化物引發劑，與線形聚丙烯聚合物混合，b、在去氧或相似情況下，將以上所得混合物加入已升溫至70～90℃的帶有攪拌裝置的臥式反應器，並保持足夠時間，該時間一般是所在溫度下過氧化物分解的5～10個半衰期，產生大量的線形丙烯聚合物鏈段，以及形成大量的長支鏈，但不至於形成凝膠，c、在去氧情況下，將以上所得混合物移入第三攪拌釜，釜內添加受阻酚類的主抗氧劑和亞磷酸酯類的輔助性抗氧劑，以在造粒過程中減活化殘餘的自由基，d、將上一步產生的混合物進入螺杆擠出機熔融擠出造粒，獲得最終產品。
2.根據權利要求1所述的一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法，其特徵在於臥式反應器具有小流量的氣體循環裝置，以使多餘的溶劑回收。
3.根據權利要求1所述的一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法，其特徵在於第三攪拌釜內受阻酚類主抗氧劑為「1010」型抗氧劑，亞磷酸酯類輔助性抗氧劑為「P-EPQ」型抗氧劑。
全文摘要
一種增加聚丙烯聚合物熔體強度的方法，該方法為a.在去氧或相似情況下的混合容器中，在室溫20～26℃下，將稀釋的低分解溫度過氧化物引發劑，與線形聚丙烯聚合物混合，b、在去氧或相似情況下，將以上所得混合物加入已升溫至70～90℃的帶有攪拌裝置的臥式反應器，並保持足夠時間，c、在去氧情況下，將以上所得混合物移入第三攪拌釜，釜內添加受阻酚類的主抗氧劑和亞磷酸酯類的輔助性抗氧劑，以在造粒過程中減活化殘餘的自由基，d、將上一步產生的混合物進入螺杆擠出機熔融擠出造粒，獲得最終產品。該方法成本低、節約能源、安全、無汙染，適合於連續化、規模化生產。
文檔編號C08F8/06GK1432584SQ0211254
公開日2003年7月30日 申請日期2002年1月17日 優先權日2002年1月17日
發明者黃成 , 王興仁, 柏基業 申請人:揚子石油化工股份有限公司