一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子聚合物改性和加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚丙烯材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯是目前增長速度最快的通用熱塑性塑料之一，是一個綜合力學(xué)性能十分優(yōu) 秀的塑料品種，因其良好的加工性能和物理、化學(xué)性能而被廣泛的應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件、電 子電器、家電外殼及爆破系統(tǒng)等。但聚丙烯也有拉伸強度低、韌性低、收縮大等缺點，在爆破 領(lǐng)域很難與金屬材料抗衡。
[0003] 爆破領(lǐng)域是近年來發(fā)展迅速的行業(yè)，被廣泛應(yīng)用于礦業(yè)和建筑行業(yè)。通常采用添 加無機填料的方法來提高其拉伸強度，通常需要較大的添加量，但大量無機填量的會造成 聚丙烯的韌性下降，成型加工困難并且回收困難，用于爆破行業(yè)不利于節(jié)能環(huán)保的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，提供一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，解決以上 技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，包括如下重量配比的原料組分：
[0007] 聚丙烯 70%-95%;
[0008]增韌劑 2%-28%;
[0009]輔助添加劑2%-5%。
[0010] 所述聚丙烯為高結(jié)晶聚丙烯（HCPP)，所述高結(jié)晶聚丙烯在230°C/2. 16Kg的測試 條件下的烙體流動速率為5g/10min-50g/10min，優(yōu)選5g/10min-30g/10min。
[0011] 所述高結(jié)晶聚丙烯的結(jié)晶度在85 %以上，等規(guī)度大于99 %。
[0012] 所述增韌劑采用增韌劑Ρ0Ε，增韌劑Ρ0Ε為乙烯-辛烯共聚物，增韌劑Ρ0Ε的密度 為 0· 88g/cm3-〇. 90g/cm3,溶融指數(shù)為lg/10min_50g/10min。
[0013] 所述輔助添加劑采用抗氧劑、光穩(wěn)定劑、著色劑中的一種或者其中幾種的組合。
[0014] 其中，抗氧劑優(yōu)選采用抗氧劑1010和抗氧劑168的組合。
[0015] 其中，光穩(wěn)定劑優(yōu)選米用光穩(wěn)劑770和光穩(wěn)劑944的組合。
[0016] 本發(fā)明還可以添加其他加工助劑（如成核劑，填料等）及其組合物。
[0017] 本發(fā)明通過如下制備步驟制得產(chǎn)品：
[0018]1)按重量配比稱取定量的原料組分；
[0019] 2)將稱得的原料組分投入高速混合器內(nèi)進行干混處理后制得混合物料；
[0020] 3)將混合物料輸入到雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠出后造粒得到產(chǎn)品為聚丙烯復(fù)合 材料。
[0021] 其中，制備步驟2)中的高速混合器采用立式混合器。
[0022] 所述高速混合器的混合頻率為20Hz-70Hz，優(yōu)選頻率為40Hz。
[0023] 所述制備步驟2)中的干混處理時間持續(xù)3分鐘-5分鐘。
[0024] 所述制備方法的步驟3)的雙螺桿擠出機采用11個溫區(qū)調(diào)節(jié)的雙螺桿擠出機，其 溫度調(diào)節(jié)范圍為30°C-300°C。
[0025]所述雙螺桿擠出機的各溫區(qū)的工作溫度為：一區(qū)200°C-210°C，二區(qū) 210°C_220°C，三區(qū)至十區(qū) 210°C_220°C，i-一區(qū) 205°C_215°C。
[0026] 所述雙螺桿擠出機的機頭溫度為205°C_215°C。
[0027] 所述制備步驟3)中的混合物料在雙螺桿擠出機內(nèi)的停留時間持續(xù)1分鐘-2分 鐘，優(yōu)選持續(xù)時間1. 5分鐘。
[0028] 所述雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置為500rpm-800rpm，優(yōu)選550rpm。
[0029] 所述雙螺桿擠出機內(nèi)的熔體壓力為12MPa_18MPa，優(yōu)選15MPa_17MPa。
[0030] 所述雙螺桿擠出機的內(nèi)部真空度為0· 03Kgf/cm2-0. 08Kgf/cm2,優(yōu)選0· 05Kgf/ cm2-〇. 06Kgf/cm2。
[0031] 所述雙螺桿擠出機的擠出產(chǎn)量為400Kg/h-1000Kg/h，優(yōu)選800Kg/h。
[0032] 有益效果：由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0033] 1、拉伸強度高；
[0034] 2、重復(fù)使用材料的成型加工不受任何影響，同時產(chǎn)品的各項物理力學(xué)性能不受影 響；
[0035] 3、制備工藝簡單，制備成本低。
【具體實施方式】
[0036] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進 一步闡述本發(fā)明。
[0037] -種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，包括如下重量配比的原料組分：聚 丙烯70% -95%;增韌劑2% -28%;輔助添加劑2% -5%。聚丙烯為高結(jié)晶聚丙烯（HCPP)， 高結(jié)晶聚丙烯在230°C/2. 16kg的測試條件下的熔體流動速率為5g/10min-50g/10min，優(yōu) 選5g/10min-30g/10min。高結(jié)晶聚丙烯的結(jié)晶度在85%以上，等規(guī)度大于99%。增韌劑采 用增韌劑Ρ0Ε，增韌劑Ρ0Ε為乙烯-辛烯共聚物，增韌劑Ρ0Ε的密度為0. 88g/cm3-0. 90g/cm3， 熔融指數(shù)為lg/10min-50g/10min。輔助添加劑采用抗氧劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑、著色劑、脫模 劑中的一種或者其中幾種的組合。其中，抗氧劑采用抗氧劑1010和抗氧劑168的組合，光 穩(wěn)定劑采用光穩(wěn)劑770和光穩(wěn)劑944。本發(fā)明還可以根據(jù)實際需要添加其他加工助劑（如 成核劑，填料等）及其組合物。
[0038] 本發(fā)明通過如下制備方法制得產(chǎn)品：
[0039] 1)按重量配比稱取定量的原料組分；
[0040] 2)將稱得的原料組分投入高速混合器內(nèi)進行干混處理后制得混合物料；
[0041] 3)將混合物料輸入到雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠出后造粒得到產(chǎn)品為聚丙烯復(fù)合 材料。
[0042] 其中，高速混合器采用立式混合器，混合頻率為20Hz-70Hz，優(yōu)選頻率為40Hz。處 理時間持續(xù)3分鐘-5分鐘。
[0043] 雙螺桿擠出機的溫度調(diào)節(jié)范圍為30°C-300°C，包含11個工作溫區(qū)。各溫區(qū)的 工作溫度為：一區(qū) 200°C-210°C，二區(qū) 210°C-220°C，三區(qū)至十區(qū) 210°C_220°C，i^一區(qū) 205°C_215°C，機頭溫度為205°C~215°C?；旌衔锪显陔p螺桿擠出機內(nèi)的停留時間持續(xù) 1分鐘-2分鐘，優(yōu)選持續(xù)時間1. 5分鐘。螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置為500rpm-800rpm。熔體壓力為 12MPa-18MPa。內(nèi)部真空度為 0· 03Kgf/cm2-0. 08Kgf/cm2。擠出產(chǎn)量為 400kg/h-1000kg/h， 優(yōu)選 800Kg/h。
[0044] 本發(fā)明按照如下制備工藝進行產(chǎn)品制備：
[0045] 1、選取四組實施例稱取定量配方組分，如下表所示：
[0046]
[0047] 2、設(shè)備工藝為：干混持續(xù)時間設(shè)為3分鐘，雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為550rpm， 熔體壓力15MPa，內(nèi)部真空度0· 06Kgf/cm2,溫區(qū)設(shè)置為一區(qū)205°C，二區(qū)210°C，三區(qū)-十區(qū) 220°CΗ-一區(qū) 215°C。
[0048] 將按上述方法完成造粒的產(chǎn)品事先在90°C_100°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥2小時-3小 時，然后再將干燥好的產(chǎn)品在注射成型機上進行注射成型制樣。對試樣按照標(biāo)準(zhǔn)進行如下 測試：
[0049] 拉伸性能測試按IS0527-2進行，試樣尺寸為150mmX10mmX4mm，拉伸速度為 50mm/min;彎曲性能測試按ISO178進行，試樣尺寸為80mmX10mmX4mm，彎曲速度為2mm/ min,跨距為64mm;簡支梁沖擊強度按ISO179進行，試樣尺寸為80_X6_X4mm，缺口深度 為試樣厚度的三分之一。
[0050] 材料的綜合力學(xué)性能通過測試所得的拉伸強度，斷裂伸長率，彎曲模量，熱變形溫 度以及沖擊強度的數(shù)值進行評判；
[0051] 測試結(jié)果如下表所示：
[0052]
[0053] 根據(jù)上述測試及結(jié)果可以看出，對于不同的高結(jié)晶聚丙烯以及不同增韌劑Ρ0Ε的 組合，材料的基本物理力學(xué)性能和熱力學(xué)性能能較好的保持。本技術(shù)方案提出的這種用于 爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯復(fù)合材料，之所以能夠達到較為理想發(fā)明目的，與聚丙烯材 料及增韌劑的正確選擇分不開。
[0054] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，包括如下重量配比的原料組分： 聚丙烯 70% -95% ; 增韌劑 2% -28% ; 輔助添加劑2%-5%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特征在于， 所述聚丙烯為高結(jié)晶聚丙烯，所述高結(jié)晶聚丙烯在230°C/2. 16kg的測試條件下的熔體流 動速率為 5g/10min-50g/10min; 所述商結(jié)晶聚丙稀的結(jié)晶度在85%以上，等規(guī)度大于99%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特征在于， 所述增韌劑采用增韌劑POE，增韌劑POE為乙烯-辛烯共聚物，增韌劑POE的密度為0. 88g/ cm3-〇. 90g/cm3,溶融指數(shù)為lg/10min_50g/10min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特征在于， 所述輔助添加劑采用抗氧劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑、著色劑、脫模劑中的一種或者其中幾種的 組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特征在于， 所述抗氧劑采用抗氧劑1010和抗氧劑168的組合； 所述光穩(wěn)定劑米用光穩(wěn)劑770和光穩(wěn)劑944的組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特 征在于，按照配方根據(jù)如下制備步驟制得產(chǎn)品： 1) 按重量配比稱取定量的原料組分； 2) 將稱得的原料組分投入高速混合器內(nèi)進行干混處理后制得混合物料； 3) 將混合物料輸入到雙螺桿擠出機中經(jīng)熔融擠出后造粒得到產(chǎn)品，所述產(chǎn)品為聚丙烯 復(fù)合材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特征在于， 步驟2)中的高速混合器采用立式混合器，混合頻率為20Hz-70Hz，干混處理時間持續(xù)3分 鐘-5分鐘。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特征在 于，步驟3)的雙螺桿擠出機采用11個溫區(qū)調(diào)節(jié)的雙螺桿擠出機，其溫度調(diào)節(jié)范圍為 30°C-300°C； 所述雙螺桿擠出機的各溫區(qū)的工作溫度為：一區(qū)200°C-210°C，二區(qū)210°C_220°C，三 區(qū)至十區(qū) 210°C_220°C，i-一區(qū) 205°C_215°C; 所述雙螺桿擠出機的機頭溫度為205°C_215°C; 混合物料在雙螺桿擠出機中的各個溫區(qū)內(nèi)的停留時間持續(xù)1分鐘-2分鐘。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，其特征 在于，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置為500rpm-800rpm，內(nèi)部真空度為0. 03Kgf/ cm2-〇. 08Kgf/cm2 ； 熔體壓力為12MPa-18MPa; 擠出產(chǎn)量為 400Kg/h-1000Kg/h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子聚合物改性和加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚丙烯材料。一種用于爆破系統(tǒng)的高拉伸強度聚丙烯材料，配方為聚丙烯70％-95％；增韌劑2％-28％；輔助添加劑2％-5％，制備步驟為：將原料按配方重量配比稱取后投入高速混合器干混，然后再輸入雙螺桿擠出機進行熔融擠出、造粒后制得產(chǎn)品。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明拉伸強度高，重復(fù)使用材料的成型加工不受任何影響，同時產(chǎn)品的各項物理力學(xué)性能不受影響；制備工藝簡單，制備成本低。
【IPC分類】C08L23/12, C08L23/08, B29C47/92
【公開號】CN105462056
【申請?zhí)枴緾N201410395663
【發(fā)明人】趙德慧, 張磊, 河賢洙, 于曉寧
【申請人】大韓道恩高分子材料(上海)有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月13日