一種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法
【專利摘要】一種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法，屬于于高分子材料的制取方法領域，特別是涉及通過加入特定的成核劑和各種助劑來改變聚丙烯的通透性，來制取的聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。其方法將聚丙烯PP、納米碳酸鈣、成核劑、抗氧劑、偶聯劑及潤滑劑按一定比例、順序加入高混機（溫度為80℃～110℃）中并攪拌混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒。所制得的專用材料按一定比例添加到PP中進行加工實驗。經檢測所制得的產品，不但透明度好，而且其他的力學性能都較優，且納米碳酸鈣的加入很大程度上降低了生產成本，具有良好的市場應用范圍。
【專利說明】一種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高分子材料的制取方法領域，特別是涉及通過加入特定的成核劑和各種助劑來改變聚丙烯的通透性，來制取的聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。
【背景技術】
[0002]聚丙烯(PP)樹脂具有良好的物理、化學、力學等性能，且其加工使用方便、價格低廉、用途廣泛是五大通用合成樹脂中增長速度最快的品種。目前聚丙烯(PP)樹脂已超過PVC是僅次于PE的第二大通用塑料。PP是由丙烯為單體均聚或以丙烯為主與其他單體的共聚物。按其取代基(一CH3)在空間的排列方式可分為:等規、間規和無規聚丙烯，屬部分結晶性樹脂，在一般的加工條件下，PP的結晶度較低、結晶速度慢、形成的球晶尺寸大，使制品光澤和透明性差，外觀缺乏美感，使其應用在一定程度上受到了限制。因此通過多種途徑(如共混、填充、增強、成核作用等)使PP高性能化、高功能化、高透明化成為加工業較為活躍的領域之一，也成為科技人員從事基礎性和開發性研究的熱門課題。而PP經過透明改性后，不僅可承襲其質輕、價廉、衛生、耐高溫、易加工等優點，且透明PP具有良好的透明性和光澤度，可與典型的透明材料如PET、PVC、PS等相媲美。并且PP具有較高的熱變形溫度(一般高于110°c，有的可達150°C以上)，而PTE、PVC和PS等樹脂的熱變形溫度低于90°C，因此透明PP在熱包裝材料中可以取代PTE、PVC和PS等樹脂，故已被廣泛應用于透明包裝、醫療器械、家庭用品等領域。
[0003]通常有效成核劑和納米粉體的加入使PP熱變形溫度、拉伸強度和彎曲強度及模量、沖擊性能、透明性和結晶度均不同程度的有所提高，而且具有成型周期縮短、制品后收縮變形小、成本效益高等特點，使其注塑、吹塑、薄膜和 纖維等制品具有優越的韌性、剛性、透明性、耐熱性等。
[0004]與早期成核劑相比，目前常用的成核劑可分為標準型(如滑石粉、苯甲酸鈉等)、透明型(如山梨醇類)、增強型(如有機磷酸鹽)和特殊型(如β晶成核劑)。它們用量少，成核效果明顯。然而，不同成核劑的化學結構不同，其成核效果也不同。有的可提高PP的綜合性能，有的偏向于提高PP的透明性。
[0005]綜上所述現有技術中亟需要一種可以增強PP透明性的新型專用材料。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種可以改善PP原有的不透明性，增強PP透明性的新型專用材料，其方法將ΡΡ、納米碳酸鈣、成核劑、抗氧劑、偶聯劑及潤滑劑按一定比例、順序加入高混機(溫度80°c-Il(TC)中并攪拌混合均勻，經雙螺桿擠出機擠出造粒。
[0007]—種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法，其特征是制備該專用材料的具體物料組分按重量配比為:聚丙烯PP5%-25%、納米碳酸鈣50%-90%、成核劑為甘露醇、殼聚糖、聚乙烯醇中的任意一種，且成核劑所占的重量百分比為0.1%-1.0%，抗氧劑(四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇脂)0.5%-1.5%、偶聯劑為鋁鈦復合偶聯劑或稀土偶聯劑，且偶聯劑所占的重量百分比為0.2%-1.5%、潤滑劑為高級脂肪酸、聚乙烯蠟、高級脂肪酸鹽中的任意一種，且潤滑劑所占的重量百分比為0.1%-1.0% ；
[0008]包括以下步驟:
[0009]步驟一、將納米碳酸I丐加入到高速混合機中進行高混3min-5min,高混溫度在80°C-110°C ；
[0010]步驟二、將偶聯劑、抗氧劑和潤滑劑加入到步驟一中，高混3min-IOmin,高混溫度控制在80°C-110°C ;
[0011 ] 步驟三、最后將聚丙烯PP和成核劑加入步驟二中同樣高混3min-5min,高混溫度控制在80°C-110°C ;
[0012]步驟四、然后將混合后的原料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出風干造粒，所用的雙螺桿擠出機 螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min，即可得到聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。
[0013]所述的聚丙烯PP為均聚物。
[0014]所述的納米碳酸I丐的粒徑在20nm-200nm之間。
[0015]所述的聚丙烯透相性納米級均聚專用材料在聚丙烯PP生產時按照比例10%-20%添加到聚丙烯PP中即可。
[0016]有益效果:本發明中的聚丙烯PP經過透明改性后，不僅可承襲其質輕、價廉、衛生、耐高溫、易加工等優點，且透明的聚丙烯PP具有良好的透明性和光澤度，可與典型的透明材料如PET、PVC、PS等塑料材質相媲美。并且聚丙烯PP具有較高的熱變形溫度(一般高于110°C，有的可達150°C以上)，而PTE、PVC和PS等樹脂的熱變形溫度通常會低于90°C，因此透明的聚丙烯PP在熱包裝材料中可以取代PTE、PVC和PS等樹脂，故已被廣泛應用于透明包裝、醫療器械、家庭用品等相關的領域。
[0017]本發明所制得的專用材料按一定比例添加到PP中進行加工實驗。經檢測所制得的產品，不但透明度好，而且其他的力學性能都較優，且納米碳酸鈣的加入很大程度上降低了生產成本，具有良好的市場應用范圍。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述。
[0019]實施例1
[0020]按照重量比稱取聚丙烯PP8%、納米碳酸鈣90%、成核劑甘露醇0.5%、抗氧劑0.5%、偶聯劑為鋁鈦復合偶聯劑0.5%、潤滑劑為高級脂肪酸、聚乙烯蠟、高級脂肪酸鹽中的任意一種0.5%。首先將納米碳酸I丐加入到高速混合機中進行高混3min-5min,高混溫度在80°C-IlO0C ;將偶聯劑、抗氧化劑和潤滑劑加入，高混3min-lOmin，高混溫度控制在8(TC-IlO0C ;最后將PP和成核劑加入同樣高混3min-5min，高混溫度控制在80°C-110°C ;然后將混合后的原料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出風干造粒，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。即可得到聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。其工藝控制條件為:所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。
[0021]實施例2[0022]按照重量比取聚丙烯PP10% ;納米碳酸鈣87% ;成核劑殼聚糖0.8% ;抗氧劑0.5% ；偶聯劑為鋁鈦復合偶聯劑1.0%，潤滑劑為高級脂肪酸、聚乙烯蠟、高級脂肪酸鹽中的任意一種0.7%。首先將納米碳酸I丐加入到高速混合機中進行高混3min-5min,高混溫度在80 °C-IlO0C ;將偶聯劑、抗氧化劑和潤滑劑加入，高混3min-lOmin，高混溫度控制在8(TC-IlO0C ;最后將PP和成核劑加入同樣高混3min-5min，高混溫度控制在80°C-110°C ;然后將混合后的原料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出風干造粒，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。即可得到聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。其工藝控制條件為:所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。
[0023]實施例3
[0024]按照重量稱比取聚丙烯PP12% ;納米碳酸鈣85% ;成核劑甘露醇0.5% ;抗氧劑
0.7% ;偶聯劑為稀土偶聯劑0.8%，潤滑劑為高級脂肪酸、聚乙烯蠟、高級脂肪酸鹽中的任意一種1.0%。首先將納米碳酸韓加入到高速混合機中進行高混3min-5min,高混溫度在80°C-110°C ;將偶聯劑、抗氧化劑和潤滑劑加入，高混3min-lOmin，高混溫度控制在80°C-110°C ;最后將PP和成核劑加入同樣高混3min-5min，高混溫度控制在80°C-IlO0C ;然后將混合后的原料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出風干造粒，加工所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。即可得到聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。其工藝控制條件為:所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。
[0025]實施例4
[0026]按照重量比稱取聚丙烯PP13% ;納米碳酸鈣84% ;成核劑殼聚糖1.5% ;抗氧劑
0.5%;偶聯劑為鋁鈦復合劑0.5%，潤滑劑為高級脂肪酸、聚乙烯蠟、高級脂肪酸鹽中的任意一種0.5%。首先將納米碳酸韓加入到高速混合機中進行高混3min-5min,高混溫度在80°C-110°C ;將偶聯劑、抗氧化劑和潤滑劑加入，高混3min-lOmin，高混溫度控制在80°C-110°C ;最后將聚丙烯PP和成核劑加入同樣高混3min-5min，高混溫度控制在80°C-110°C ;然后將混合后的原料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出風干造粒，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。即可得到聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。其工藝控制條件為:所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。
[0027]實施例5
[0028]按照重量比取聚丙烯PP15% ;納米碳酸鈣82% ;成核劑聚乙烯醇0.8% ;抗氧劑
0.7%;偶聯劑為稀土偶聯劑1.0%，潤滑劑為高級脂肪酸、聚乙烯蠟、高級脂肪酸鹽中的任意一種0.5%。首先將納米碳酸韓加入到高速混合機中進行高混3min-5min,高混溫度在80°C-110°C ;將偶聯劑、抗氧化劑和潤滑劑加入，高混3min-lOmin，高混溫度控制在80°C-110°C ;最后將聚丙烯PP和成核劑加入同樣高混3min-5min，高混溫度控制在80°C-110°C ;然后將混合后的原料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出風干造粒，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。即可得到聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。其工藝控制條件為:所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min。
【權利要求】
1.一種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法，其特征是制備該專用材料的具體物料組分按重量配比為:聚丙烯PP5%-25%、納米碳酸鈣50%-90%、成核劑為甘露醇、殼聚糖、聚乙烯醇中的任意一種，且成核劑所占的重量百分比為0.1%-1.0%，抗氧劑(四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇脂)0.5%-1.5%、偶聯劑為鋁鈦復合偶聯劑或稀土偶聯劑，且偶聯劑所占的重量百分比為0.2%-1.5%、潤滑劑為高級脂肪酸、聚乙烯蠟、高級脂肪酸鹽中的任意一種，且潤滑劑所占的重量百分比為0.1%-1.0% ； 包括以下步驟: 步驟一、將納米碳酸韓加入到高速混合機中進行高混3min-5min,高混溫度在80°C-IlO0C ； 步驟二、將偶聯劑、抗氧劑和潤滑劑加入到步驟一中，高混3min-IOmin,高混溫度控制在 80°C-110°C ； 步驟三、最后將聚丙烯PP和成核劑加入步驟二中同樣高混3min-5min,高混溫度控制在 8(TC -IlOO ； 步驟四、然后將混合后的原料置于雙螺桿擠出機中進行熔融擠出風干造粒，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度應保持在190°C-210°C，螺桿轉速為20r/min-30r/min，即可得到聚丙烯透相性納米級均聚專用材料。
2.根據權利要求1所述的一種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法，其特征是:所述的聚丙烯PP為均聚物。
3.根據權利要求1所述的一種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法，其特征是:所述的納米碳酸?丐的 粒徑在20nm-200nm之間。
4.根據權利要求1所述的一種聚丙烯透相性納米級均聚專用材料的制備方法，其特征是:所述的聚丙烯透相性納米級均聚專用材料在聚丙烯PP生產時按照比例10%-20%添加至IJ聚丙烯PP中即可。
【文檔編號】C08K5/053GK103450556SQ201310028524
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年1月24日 優先權日:2013年1月24日
【發明者】邵群邦, 劉忠甫, 張楠奇, 李玲 申請人:長春天成高新納米復合材料有限公司