本發(fā)明涉及一種pp/pe合金及其制備方法，特別是一種部分交聯(lián)的pp/pe合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，聚丙烯制品的應(yīng)用越來越廣泛。同時聚丙烯應(yīng)用有著一定的局限性，這和它本身的特性相關(guān)，人們對聚丙烯不斷地改良，使得聚丙烯能夠應(yīng)用在更多的地方。

聚丙烯的剛性好，耐化學(xué)性優(yōu)異，但是低溫下較容易發(fā)脆，這一點(diǎn)限制了聚丙烯的應(yīng)用；聚乙烯的柔韌性好，耐應(yīng)力優(yōu)異，且有著優(yōu)秀的低溫使用性能。

但是簡單的將聚丙烯以及聚乙烯物理共混，并不能使二者的優(yōu)點(diǎn)統(tǒng)一起來，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種將聚丙烯和聚乙烯部分交聯(lián)的方法，形成一種新的混合物，這種混合物具備了優(yōu)異的相容性、耐高溫性、耐化學(xué)性、耐應(yīng)力蠕變性以及低溫性，從而完成了本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種部分交聯(lián)的pp/pe合金及其制備方法。本發(fā)明的合金具有優(yōu)異的相容性、耐高溫性、耐化學(xué)性、耐應(yīng)力蠕變性以及低溫性，且兼具環(huán)保型的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種部分交聯(lián)的pp/pe合金，按重量份計(jì)，包括有聚丙烯70-90份、pe10-30份、熱穩(wěn)定劑dstp0.5-1％、抗氧劑10100.15-0.5％、抗氧劑1680.15-0.5％、過氧化物雙二五0.2％、交聯(lián)助劑tmpta1％、水和甘油混合物3％。

前述的部分交聯(lián)的pp/pe合金，所述聚丙烯為均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。

一種前述的部分交聯(lián)的pp/pe合金的制備方法，包括如下步驟：

1)按照配方要求所述的重量配比稱取聚丙烯、pe、交聯(lián)助劑tmpta、熱穩(wěn)定劑dstp、抗氧劑1010以及抗氧劑168；

2)將步驟1)所述的各組分在高速混合器中干混3-5分鐘；

3)將步驟2)混合后的物料置于雙螺桿擠出機(jī)，同時在擠出過程中泵入分散了過氧化物雙二五的水和甘油混合物，經(jīng)熔融擠出造粒，即可得到部分交聯(lián)的pp/pe合金復(fù)合材料。

前述的部分交聯(lián)的pp/pe合金的制備方法，所述過氧化物雙二五分散在水和甘油的混合物中后，通過液體計(jì)量泵加入到熔體中；注入的位置在雙螺桿擠出機(jī)的上游自然排空段，然后在雙螺桿擠出機(jī)的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。

前述的部分交聯(lián)的pp/pe合金的制備方法，在所述雙螺桿擠出機(jī)的注入水和甘油的自然排空口前段，優(yōu)選排布剪切塊；在自然排空口后段，優(yōu)選排布剪切較弱的tme、sme、六棱柱和密煉轉(zhuǎn)子元件。

前述的部分交聯(lián)的pp/pe合金的制備方法，所述制備方法的溫度控制為：一區(qū)設(shè)為180-185℃，二區(qū)設(shè)為185-190℃，三區(qū)設(shè)為205-210℃，四區(qū)設(shè)為215-220℃，五區(qū)設(shè)為200-205℃，六區(qū)設(shè)為190-195℃，七區(qū)、八區(qū)、九區(qū)、十區(qū)、十一區(qū)、十二區(qū)都設(shè)為185-190℃，其中第六區(qū)為自然排空口區(qū)。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明通過添加一定含量的過氧化物使pp以及pe產(chǎn)生自由基，并通過添加交聯(lián)助劑使pp以及pe接枝到一起，形成相容性較好并且有一部分形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的混合物，該混合物有部分交聯(lián)，強(qiáng)度、韌性均高于普通pp，且有更優(yōu)秀的耐高溫性以及耐開裂性，由于過氧化物分散在水和甘油的混合物中，在擠出機(jī)末端水和甘油被抽走，同時被抽出的還有容易產(chǎn)生voc的有機(jī)小分子，使得產(chǎn)品更加符合環(huán)保的需求。

2、本發(fā)明人設(shè)計(jì)了剪切強(qiáng)度合適的螺塊組合，其中在自然排空口前端，排布剪切強(qiáng)烈的剪切塊組合，使pp以及pe熔融并分散良好，形成均勻混合物；在自然排空口后端，排布剪切柔和甚至微弱的組合，是為了使從自然排空口段泵入的液體分散良好，且能均勻的控制剪切熱的發(fā)生，控制pp的降解和pe的自交聯(lián)。

3、本發(fā)明通過將過氧化物分散在水和甘油的混合物中，可以更均勻的控制過氧化物和熔體的接觸，不會局部過氧化物濃度過高，造成pp的降解或者pe的過度交聯(lián)；同時，過氧化物分散在水和甘油的混合物中后，在擠出機(jī)的后端可以通過真空口將水和甘油的混合物抽提出去，同時被萃取抽提出去的還有一些有機(jī)小分子，使得產(chǎn)品的voc含量降低，符合環(huán)保要求。

4、本發(fā)明通過添加交聯(lián)助劑，有效的控制了pp的降解副反應(yīng)以及pe的自交聯(lián)副反應(yīng)的發(fā)生，得到更好的相容性良好的產(chǎn)品。

為了進(jìn)一步證明本發(fā)明的有益效果，申請人做了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)例1

取聚丙烯70-90份，pe10-30份，熱穩(wěn)定劑dstp0.5-1％,抗氧劑10100.15-0.5％，抗氧劑1680.15-0.5％,在雙螺桿擠出機(jī)中熔融造粒，其工藝控制參數(shù)為：一區(qū)設(shè)為180-185℃，二區(qū)設(shè)為185-190℃，三區(qū)設(shè)為205-210℃，四區(qū)設(shè)為215-220℃，五區(qū)設(shè)為200-205℃，六區(qū)設(shè)為190-195℃，七區(qū)、八區(qū)、九區(qū)、十區(qū)、十一區(qū)、十二區(qū)都設(shè)為185-190℃。螺桿轉(zhuǎn)速為240r/min。

實(shí)驗(yàn)例2

取聚丙烯70-90份，pe10-30份，熱穩(wěn)定劑dstp0.5-1％,抗氧劑10100.15-0.5％，抗氧劑1680.15-0.5％,過氧化物雙二五0.2％，交聯(lián)助劑tmpta1％，水和甘油混合物3％。在雙螺桿擠出機(jī)中熔融造粒，其工藝控制參數(shù)為：一區(qū)設(shè)為180-185℃，二區(qū)設(shè)為185-190℃，三區(qū)設(shè)為205-210℃，四區(qū)設(shè)為215-220℃，五區(qū)設(shè)為200-205℃，六區(qū)設(shè)為190-195℃，七區(qū)、八區(qū)、九區(qū)、十區(qū)、十一區(qū)、十二區(qū)都設(shè)為185-190℃。螺桿轉(zhuǎn)速為240r/min。進(jìn)一步的，在下游螺桿熔體輸送段(此時螺桿充滿度小于1)進(jìn)行抽真空處理，將水和甘油抽出，并通過一個吸附池吸附隨水和甘油抽出的有機(jī)揮發(fā)物。

實(shí)驗(yàn)例1和實(shí)驗(yàn)例2所得的材料的綜合力學(xué)性能通過測試所得的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、熱變形溫度以及沖擊強(qiáng)度的數(shù)值進(jìn)行評判(結(jié)果如表1所示)；材料的氣味特性根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為：1級：無氣味，2級：有氣味，但無干擾性氣味，3級：有明顯氣味，但無干擾性氣味，4級：有干擾性氣味，5級：有強(qiáng)烈干擾性氣味，6級：有不能忍受氣味。材料有機(jī)化合物揮發(fā)性公式：揮發(fā)性％＝(材料初始質(zhì)量-材料在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下放置后的質(zhì)量)/材料初始質(zhì)量*100％，進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算所得的數(shù)值越高表示材料有機(jī)揮發(fā)物揮發(fā)性越大，反之則越小。

表1具體檢測如下表

通過實(shí)驗(yàn)例1和2的對比我們可以看到，利用接枝增容反應(yīng)技術(shù)，在大幅度的提高材料的物性的基礎(chǔ)上制備出了符合環(huán)保要求的部分交聯(lián)的高分子復(fù)合材料。

需特別說明的是注入過氧化物分散在水和甘油的混合物，注入的位置處，螺桿組合需要特別設(shè)計(jì)。因?yàn)榭紤]到混合物的快速均勻分散且不能被強(qiáng)烈剪切，因此螺桿組合優(yōu)選為sme螺塊，最優(yōu)選為sme和tme組合螺塊。

為了更好地讓pp以及pe有著優(yōu)異的相容性，需要控制pp的降解以及pe的自交聯(lián)，控制手段為熔融料的剪切分散改變?yōu)槔旆稚?，常?guī)的剪切塊改變?yōu)閦me元件以及密煉轉(zhuǎn)子元件，zme元件以及密煉轉(zhuǎn)子元件能夠在控制熱量的同時對熔融物料進(jìn)行拉伸分散，這種分散比較柔和，很好的控制了pp的降解以及pe的自交聯(lián)。

同時，為了控制材料的均勻，不能一直使用zme元件以及密煉轉(zhuǎn)子元件，需要適當(dāng)?shù)募右恍┘羟性?，但是剪切元件的選用需要特別設(shè)計(jì)，不能使用會產(chǎn)生大量熱量的剪切元件，可以使用剪切弱化的多頭捏合元件，如圖1所示，此捏合元件克服了雙頭螺紋元件的弊端，特別適用于均質(zhì)化混合，且剪切均勻柔和，不會產(chǎn)生不可控制的剪切熱量。

進(jìn)行抽真空處理時，可根據(jù)加工情況而定。具體的為：前后共有三段真空抽口，先啟動第一段真空口，抽取擠出的料做檢測，如果有機(jī)揮發(fā)物含量較高則開啟第二段甚至第三段真空口。通過真空抽出的氣體不能直接排放到空氣中，需通過一個吸附池以吸附有機(jī)揮發(fā)物。

同時，在進(jìn)行抽真空處理時，需將抽真空裝置安裝在螺桿輸送段，亦即是大導(dǎo)程螺紋件處，此處螺桿填充度小于1。這樣才有利于脫揮熔體中的水和甘油混合物以及有機(jī)揮發(fā)物。特別說明的是在進(jìn)行抽真空處理時，需將抽真空裝置安裝在螺桿輸送段，亦即是大導(dǎo)程螺紋件處，此處螺桿填充度小于1，另大導(dǎo)程元件和zme元件結(jié)合使用，使得大導(dǎo)程元件處的熔融料能夠更加有效的更新表面，使融料表面更多的被真空吸附，形成更有效的脫揮作用。

進(jìn)一步說明的是，本發(fā)明采用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿結(jié)構(gòu)經(jīng)過工程優(yōu)化，在常規(guī)的螺紋元件如大導(dǎo)程輸送塊、中導(dǎo)程輸送塊、小導(dǎo)程輸送塊、剪切塊以及反向螺紋件之外，另加入了齒形元件tme、sme、六棱柱等元件，可更好地讓過氧化物在熔體中進(jìn)行分布混合，發(fā)生均一的反應(yīng)，同時水和甘油混合物能更加均勻的萃取有機(jī)小分子。

附圖說明

附圖1為多頭捏合元件。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：一種部分交聯(lián)的pp/pe合金，按重量份計(jì)，包括有聚丙烯80份、pe20份、熱穩(wěn)定劑dstp0.7％、抗氧劑10100.3％、抗氧劑1680.35％、過氧化物雙二五0.2％、交聯(lián)助劑tmpta1％、水和甘油混合物3％；所述聚丙烯為均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。其制備方法是先按照配方要求所述的重量配比稱取聚丙烯、pe、交聯(lián)助劑tmpta、熱穩(wěn)定劑dstp、抗氧劑1010以及抗氧劑168；然后將各組分在高速混合器中干混3-5分鐘；再將混合后的物料置于雙螺桿擠出機(jī)，同時在擠出過程中泵入分散了過氧化物雙二五的水和甘油混合物，經(jīng)熔融擠出造粒，即可得到部分交聯(lián)的pp/pe合金復(fù)合材料。

所述過氧化物雙二五分散在水和甘油的混合物中后，通過液體計(jì)量泵加入到熔體中；注入的位置在雙螺桿擠出機(jī)的上游自然排空段，然后在雙螺桿擠出機(jī)的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。

在所述雙螺桿擠出機(jī)的注入水和甘油的自然排空口前段，優(yōu)選排布剪切塊；在自然排空口后段，優(yōu)選排布剪切較弱的tme、sme、六棱柱和密煉轉(zhuǎn)子元件。

制備時，溫度控制為：一區(qū)設(shè)為182℃，二區(qū)設(shè)為188℃，三區(qū)設(shè)為207℃，四區(qū)設(shè)為218℃，五區(qū)設(shè)為203℃，六區(qū)設(shè)為193℃，七區(qū)、八區(qū)、九區(qū)、十區(qū)、十一區(qū)、十二區(qū)都設(shè)為187℃，其中第六區(qū)為自然排空口區(qū)。

實(shí)施例2：一種部分交聯(lián)的pp/pe合金，按重量份計(jì)，包括有聚丙烯70份、pe10份、熱穩(wěn)定劑dstp0.5％、抗氧劑10100.15％、抗氧劑1680.15％、過氧化物雙二五0.2％、交聯(lián)助劑tmpta1％、水和甘油混合物3％；所述聚丙烯為均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。其制備方法是先按照配方要求所述的重量配比稱取聚丙烯、pe、交聯(lián)助劑tmpta、熱穩(wěn)定劑dstp、抗氧劑1010以及抗氧劑168；然后將各組分在高速混合器中干混3-5分鐘；再將混合后的物料置于雙螺桿擠出機(jī)，同時在擠出過程中泵入分散了過氧化物雙二五的水和甘油混合物，經(jīng)熔融擠出造粒，即可得到部分交聯(lián)的pp/pe合金復(fù)合材料。

所述過氧化物雙二五分散在水和甘油的混合物中后，通過液體計(jì)量泵加入到熔體中；注入的位置在雙螺桿擠出機(jī)的上游自然排空段，然后在雙螺桿擠出機(jī)的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。

在所述雙螺桿擠出機(jī)的注入水和甘油的自然排空口前段，優(yōu)選排布剪切塊；在自然排空口后段，優(yōu)選排布剪切較弱的tme、sme、六棱柱和密煉轉(zhuǎn)子元件。

制備時，溫度控制為：一區(qū)設(shè)為180℃，二區(qū)設(shè)為185℃，三區(qū)設(shè)為205℃，四區(qū)設(shè)為215℃，五區(qū)設(shè)為200℃，六區(qū)設(shè)為190℃，七區(qū)、八區(qū)、九區(qū)、十區(qū)、十一區(qū)、十二區(qū)都設(shè)為185℃，其中第六區(qū)為自然排空口區(qū)。

實(shí)施例3：一種部分交聯(lián)的pp/pe合金，按重量份計(jì)，包括有聚丙烯90份、pe30份、熱穩(wěn)定劑dstp1％、抗氧劑10100.5％、抗氧劑1680.5％、過氧化物雙二五0.2％、交聯(lián)助劑tmpta1％、水和甘油混合物3％；所述聚丙烯為均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。其制備方法是先按照配方要求所述的重量配比稱取聚丙烯、pe、交聯(lián)助劑tmpta、熱穩(wěn)定劑dstp、抗氧劑1010以及抗氧劑168；然后將各組分在高速混合器中干混3-5分鐘；再將混合后的物料置于雙螺桿擠出機(jī)，同時在擠出過程中泵入分散了過氧化物雙二五的水和甘油混合物，經(jīng)熔融擠出造粒，即可得到部分交聯(lián)的pp/pe合金復(fù)合材料。

所述過氧化物雙二五分散在水和甘油的混合物中后，通過液體計(jì)量泵加入到熔體中；注入的位置在雙螺桿擠出機(jī)的上游自然排空段，然后在雙螺桿擠出機(jī)的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。

在所述雙螺桿擠出機(jī)的注入水和甘油的自然排空口前段，優(yōu)選排布剪切塊；在自然排空口后段，優(yōu)選排布剪切較弱的tme、sme、六棱柱和密煉轉(zhuǎn)子元件。

制備時，溫度控制為：一區(qū)設(shè)為185℃，二區(qū)設(shè)為190℃，三區(qū)設(shè)為210℃，四區(qū)設(shè)為220℃，五區(qū)設(shè)為205℃，六區(qū)設(shè)為195℃，七區(qū)、八區(qū)、九區(qū)、十區(qū)、十一區(qū)、十二區(qū)都設(shè)為190℃，其中第六區(qū)為自然排空口區(qū)。