聚丙烯棒的制備方法及用于該方法的后處理設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚合物制備領(lǐng)域，具體涉及一種聚丙烯棒的制備方法及用于該方法的 后處理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，各種品種塑料制品的生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)被廣乏用于人們 生活之中，其中塑料棒是重要而且用途較廣的塑料品種，隨著化工技術(shù)的發(fā)展，由各種塑料 原料制備的塑料棒由于適用于制作減磨耐磨零件，傳動零件，儀表零件，裝飾零件等，被廣 泛應(yīng)用于化工、電子、展覽會和商店裝備、建筑行業(yè)、照明工業(yè)、家具工業(yè)以及廣告工業(yè)中。
[0003] 聚丙烯作為最常規(guī)的塑料之一，在軍用、民用、工程中隨處可見，有聚丙烯粒子制 備的聚丙烯棒密度小，而且無臭、無味、無毒，為食品級塑料，符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，除用于機(jī) 械、工程外，還廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域。
[0004] 質(zhì)量輕、加工溫度較金屬低，是塑料棒應(yīng)用的重要優(yōu)點(diǎn)；但是由于塑料制品的固有 缺陷，聚丙烯棒的阻燃性能、力學(xué)性能、耐熱性能還需提高并保持穩(wěn)定。
[0005] 塑料棒的生產(chǎn)過程基本為以塑料粒子為原料，經(jīng)過擠出設(shè)備擠出成型、切割設(shè)備 切割以及后處理設(shè)備后處理。塑料粒子在擠出設(shè)備中先熔融，然后經(jīng)過模具，在牽引力的作 用下形成棒材；根據(jù)實際需要，棒材被切割成各種大??；最后后處理以提高塑料棒的性能。 影響塑料棒性能的關(guān)鍵因素為配方與后處理，特別是對于力學(xué)性能，包括彈性模量/斷裂 伸長率等，后處理尤為重要。通過對塑料棒的加熱后處理可以消除內(nèi)應(yīng)力、提高結(jié)晶度，穩(wěn) 定結(jié)晶構(gòu)型，從而提高制品的彈性模量、硬度，降低塑料棒的斷裂伸長率。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，對于聚丙烯棒而言，后處理的溫度都超過l〇〇°C，一般為120-150°c， 主要認(rèn)為在此溫度下，聚丙烯可以進(jìn)一步結(jié)晶，提高強(qiáng)度，但是此舉是材料斷裂吸收能力下 降、出現(xiàn)次級結(jié)晶缺陷，降低了聚丙烯棒的沖擊性能；現(xiàn)有后處理時間較長，達(dá)到幾十小時， 這又會導(dǎo)致晶度與儲存模量的下降。同時，熱處理后的降溫過程如果控制不當(dāng)，會消弱、甚 至顛覆熱處理過程的有利結(jié)果。
[0007] 目前聚丙烯棒的后處理方式為，將切割的聚丙烯棒堆好，放入烘箱處理，這存在嚴(yán) 重的問題，就是各個聚丙烯棒受熱不均，導(dǎo)致產(chǎn)品性能不一致、不穩(wěn)定，現(xiàn)有技術(shù)中未見對 此問題的說明；并且現(xiàn)有處理方法阻斷了生產(chǎn)的連續(xù)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種聚丙烯棒的制備方法以及用于該方法的后處理設(shè)備，由 此可以制備出阻燃性能、力學(xué)性能、熱性能優(yōu)異的聚丙烯棒。
[0009] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種聚丙烯棒，由聚丙烯組合物 經(jīng)過擠出設(shè)備擠出成型、切割設(shè)備切割、后處理設(shè)備后處理后制成；所述聚丙烯組合物由分 子量為3000~4000的聚丙烯、硫氰基-1-(2-氨基苯基）乙酮、阻燃填料、輔助填料、熔融 指數(shù)調(diào)節(jié)劑按質(zhì)量比為100 : (5~7) : (8~10) : (15~20) : (0· 1~0· 2)熔融混 合制得；
[0010] 所述阻燃填料由以下方式制備：
[0011] 將可膨脹石墨加入〇. 08M四苯基溴化磷的乙醇溶液中，使磷與可膨脹石墨的摩爾 比為0.05~0.06 : 1，攪拌并充分混合后裝入容器密封，填充度為65~70%，將密封容 器于93~KKTC加熱3. 4~4h，自然冷卻至室溫，將所得產(chǎn)物冷凍干燥后，在馬弗爐中于 氮?dú)鈿夥障略?80~800°C燒結(jié)1. 6~2h，得到固體；然后將所述固體粉碎后過150目篩， 取篩下物加入乙烯基乙二醇醚與丙酮的混合液中形成反應(yīng)液，回流28~35分鐘后抽濾反 應(yīng)液，得到的濾餅干燥后即為阻燃填料；所述篩下物、乙烯基乙二醇醚與丙酮的質(zhì)量比為 100 : (50 ~55) : (120 ~140);
[0012] 所述輔助填料由以下方式制備：
[0013] 將二氧化硅、磷酸鋁、白土按質(zhì)量比為100 : (50~55) : (8~10)混合均勻后， 在馬弗爐中在800~850°C燒結(jié)3~4h，得到固體；然后將所述固體粉碎后過150目篩，取 篩下物即為輔助填料；
[0014] 所述后處理包括加熱處理、冷卻緩沖處理以及冷卻處理；所述加熱處理溫度為 90°C，冷卻緩沖處理溫度為55°C，冷卻處理溫度為室溫；
[0015] 所述后處理設(shè)備由加熱裝置、冷卻緩沖裝置以及冷卻裝置三個獨(dú)立的裝置依次排 列組成；所述加熱裝置包括傳送帶、2塊空心板、吹風(fēng)機(jī)、溫度測試儀；吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口通過空 氣管道與1塊空心板連通；所述空氣管道上設(shè)有兩根加熱棒；2塊空心板位于傳送帶兩側(cè)， 之間通過熱風(fēng)管道連通；所述溫度測試儀安裝在熱風(fēng)管道上；所述空心板位于傳送帶的一 側(cè)設(shè)有吹氣孔；所述冷卻緩沖裝置包括實心加熱板、傳送帶；所述冷卻裝置包括傳送帶、2 塊空心板、吹風(fēng)機(jī)；吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口通過空氣管道與1塊空心板連通；2塊空心板位于傳送帶 兩側(cè)，之間通過管道連通；所述空心板位于傳送帶的一側(cè)設(shè)有吹氣孔。
[0016] 本發(fā)明還公開了一種后處理設(shè)備，由加熱裝置、冷卻緩沖裝置以及冷卻裝置三個 獨(dú)立的裝置依次排列組成；所述加熱裝置包括傳送帶、2塊空心板、吹風(fēng)機(jī)、溫度測試儀；吹 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口通過空氣管道與1塊空心板連通；所述空氣管道上設(shè)有兩根加熱棒；2塊空心板 位于傳送帶兩側(cè)，之間通過熱風(fēng)管道連通；所述溫度測試儀安裝在熱風(fēng)管道上；所述空心 板位于傳送帶的一側(cè)設(shè)有吹氣孔；所述冷卻緩沖裝置包括實心加熱板、傳送帶；所述冷卻 裝置包括傳送帶、2塊空心板、吹風(fēng)機(jī)；吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口通過空氣管道與1塊空心板連通；2塊 空心板位于傳送帶兩側(cè)，之間通過管道連通；所述空心板位于傳送帶的一側(cè)設(shè)有吹氣孔。
[0017] 上述技術(shù)方案中，加熱裝置以及冷卻裝置設(shè)置的吹氣孔的數(shù)量根據(jù)設(shè)備大小而 定，排列的總體原則為使得傳送帶上的聚丙烯棒受氣均勻；所述吹氣孔的直徑為2cm~ 3cm，根據(jù)需要，合理設(shè)置吹氣孔孔徑分布。
[0018] 本發(fā)明中，加熱棒、實心加熱板屬于現(xiàn)有技術(shù)，其應(yīng)用沒有特別限制，通過導(dǎo)線與 生產(chǎn)車間的總控箱相連，利用電進(jìn)行加熱。
[0019] 上述技術(shù)方案中，擠出成型是制備聚丙烯棒的主要方法之一，主要包括聚合物熔 融、熔液過濾、模板成型、牽引拉伸等步驟。所制得聚丙烯棒的直徑可以由模板孔徑大小調(diào) 節(jié)。
[0020] 上述技術(shù)方案中涉及的熔融指數(shù)調(diào)節(jié)劑可以調(diào)節(jié)聚合物在熔融狀態(tài)下的熔融指 數(shù)，屬于現(xiàn)有技術(shù)。例如：熔融指數(shù)調(diào)節(jié)劑YP803,（惠州譽(yù)普化工有限公司）；熔融指數(shù)調(diào) 節(jié)劑MY-369 (上海合鑫精細(xì)化工有限公司）。
[0021] 本發(fā)明的后處理設(shè)備中，三個獨(dú)立裝置中的傳送帶獨(dú)立運(yùn)行，可以采用階梯式排 列方式，即加熱裝置的傳送帶位置最高，冷卻裝置的傳送帶位置最低；這樣既保證聚丙烯棒 生產(chǎn)過程的連續(xù)性，又有利于調(diào)節(jié)和穩(wěn)定聚丙烯棒在各個溫度段的時間。
[0022] 本發(fā)明中，聚丙烯棒由切割設(shè)備切割成需要的尺寸后，直接移入加熱裝置的傳送 帶上，開始熱處理；之后掉入冷卻緩沖裝置的傳送帶上，開始按照設(shè)定的要求降溫；最后掉 入冷卻裝置的傳送帶上，后處理完成，可以直接包裝。根據(jù)聚丙烯棒的大小，可以在傳送帶 兩側(cè)安裝防漏網(wǎng)。
[0023] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0024] 1.本發(fā)明利用的聚丙烯組合物組成合理，各組成分之間相容性好，由此制備得到 了聚丙烯棒，具有良好的抗氧化性、阻燃性能，特別具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性能，滿足聚 丙烯棒的發(fā)展應(yīng)用。
[0025] 2.本發(fā)明公開了一種新的聚丙烯棒后處理設(shè)備，利用流動熱風(fēng)加熱，使得聚丙烯 棒周圍熱量均勻，可以保證聚丙烯棒在熱處理時，受熱均勻，增加產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性；利用 三個獨(dú)立的裝置，使得加熱、冷卻過程分開，有利于調(diào)節(jié)和穩(wěn)定聚丙烯棒在各個溫度段的時 間，增加了后處理過程中加熱、降溫的合理性，有利于產(chǎn)品性能的提高。
[0026] 3.本發(fā)明公開的制備方法中，熱處理溫度低，不超過KKTC，低于現(xiàn)有技術(shù)的溫 度，制備的聚丙烯棒具有優(yōu)異的力學(xué)性能，取得了意想不到的效果；而且避免了現(xiàn)有技術(shù)對 聚丙烯棒沖擊性能、儲存模量的破壞。
[0027] 4.本發(fā)明公開的制備方法中原料來源廣泛，制備過程簡單可控，后處理設(shè)備只需 常規(guī)操作，而且首次實現(xiàn)了棒材成型、切割、后處理的連續(xù)化生產(chǎn)，易于產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說明】
[0028] 圖1為實施例中后處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 其中：1，加熱裝置、11，傳送帶、12,空心板、13,吹風(fēng)機(jī)、14,溫度測試儀、15,空氣管 道、16,加熱棒、17,熱風(fēng)管道、18,吹氣孔、2,冷卻緩沖裝置、21，實心加熱板、22,傳送帶、3， 冷卻裝置、31，傳送帶、32,空心板、33,吹風(fēng)機(jī)、34,空氣管道、35,管道、36,吹氣孔。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖以及實施例、對比例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0031] 實施例一：硫