一种高熔高抗冲聚丙烯材料及其制备方法与流程

本发明涉及聚丙烯材料，具体涉及一种高熔高抗冲聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯(pp)拥有优良的耐化学、耐热性、力学性能，被广泛应用于汽车、食品包装、医疗器械、航空航天等领域。随着pp的使用量激增，其已成为近年来产量较大的废弃高分子材料，加剧环境污染，同时造成了资源的浪费。因此，如何合理处置废旧pp成为当前的研究热点。由于pp在使用过程中受光、热、氧和外力等因素影响，其分子结构会发生变化，力学性能明显变差。目前对废旧pp的处理方式主要有填埋、焚烧、回收利用等。其中，填埋与焚烧法不仅造成了土地资源的浪费，同时焚烧产生的二噁英等有毒气体严重污染空气，因此，实现回收pp再利用成为解决当前废旧pp污染的关键。

2、中国专利申请cn112745563a公开了一种再生聚丙烯复合材料及其制备方法，由再生聚丙烯、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、光稳剂和改性贝壳粉制成，再生聚丙烯为家电外壳解料造粒料、电瓶壳破碎造粒料、吨包袋破碎造粒料、聚丙烯周转箱破碎造粒料或保险杠破碎造粒料，增韧剂为三元乙丙橡胶、乙烯辛烯共聚物或顺丁橡胶，所得聚丙烯复合材料韧性较差，缺口冲击强度较低。

3、中国专利cn 104356512 a公开了一种改性抗冲击聚丙烯pp塑料及其制备方法，其中pp塑料包括以下重量份的组分：pp破碎料90份，滑石粉8-15份，增韧剂2-4份，抗氧剂0.4份，uv531抗紫外线0.2份，聚乙烯蜡0.5-2份剂0.2份。该发明塑料的主要成分为回收的pp破碎料，使废的产品回料再利用，达到循环利用，少砍伐森林，保护资源，保护环境；改性后的pp塑料韧性、强度及抗老化性能得到提高，基于其制作的建筑模板能够满足使用要求。但是其流动性不够好，冲击强度也不高。

4、中国专利cn 115975294 a涉及一种高抗冲rpp材料及其制备方法。所述高抗冲rpp材料，按照重量份数计，包括如下组分：聚丙烯电瓶壳再生材料50-70份，聚丙烯洗衣机再生材料10-30份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.1-1份，增韧剂1-7份，三元乙丙橡胶粉母粒5-15份和气味小分子吸收剂0.1-0.8份。但是其制备的高抗冲rpp材料冲击强度高，熔指低。

5、综上所述，目前市场上的聚丙烯颗粒，普遍存在“偏科”现象，要么熔指高，冲击低，要么冲击高，熔指低，这也是普遍性的一个问题。高抗冲的聚丙烯材料往往伴随着熔指低，刚性差等问题，为了提高材料的可用性，增加材料的流动性，本发明的研究人员开发了一种高熔指高冲击的聚丙烯材料及其制备方法，以回收pp为原料，通过优化制备方法，解决了高冲材料流动性的问题，增加了材料的可用性。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提供了一种高熔高抗冲聚丙烯材料及其制备方法，通过以回收的pp为主要原料，优化组分和制备工艺，在保证材料冲击强度的前提下，提高了高冲材料的流动性。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一方面，本发明提供了一种高熔高抗冲聚丙烯材料，按质量份数计，包含以下组分：聚乙烯汽车再生材料25-45份，聚乙烯桶再生材料45-65份，炭黑0.1-2份，改性抗氧剂0.05-1.5份，改性增韧剂0.1-0.5份和润滑剂0.1-1.5份。

4、优选地，所述的高熔高抗冲聚丙烯材料，按质量份数计，包含以下组分：聚乙烯汽车再生材料30-40份，聚乙烯桶再生材料50-60份，炭黑0.5-1份，改性抗氧剂0.1-1份，改性增韧剂0.2-0.4份和润滑剂0.5-1份。

5、进一步优选地，所述的高熔高抗冲聚丙烯材料，按质量份数计，包含以下组分：聚乙烯汽车再生材料32-38份，聚乙烯桶再生材料50-55份，炭黑0.5-0.8份，改性抗氧剂0.5-1份，改性增韧剂0.3-0.4份和润滑剂0.8-1份。

6、更优选地，所述的高熔高抗冲聚丙烯材料，按质量份数计，包含以下组分：聚乙烯汽车再生材料36份，聚乙烯桶再生材料54份，炭黑0.8份，改性抗氧剂1份，改性增韧剂0.4份和润滑剂0.8份。

7、优选地，所述的改性抗氧剂的原料包含聚丙烯树脂、抗氧剂、光稳定剂和聚乙烯蜡。

8、优选地，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)。

9、优选地，所述的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)的质量比为1：1.2-2.4；进一步优选地，所述的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)的质量比为1：1.8。

10、优选地，所述的光稳定剂选自羟乙基哌啶醇双[β-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯、uv770中的至少一种；进一步优选地，所述的光稳定剂为羟乙基哌啶醇双[β-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯。

11、优选地，所述的聚丙烯树脂、抗氧剂、光稳定剂和聚乙烯蜡的质量比为30-40：50-60：15-25：0.1-1；进一步优选地，所述的聚丙烯树脂、抗氧剂、光稳定剂和聚乙烯蜡的质量比为30-35：55-60：15-20：0.1-0.5；更优选地，所述的聚丙烯树脂、抗氧剂、光稳定剂和聚乙烯蜡的质量比为32：58：16：0.2。

12、优选地，所述的羟乙基哌啶醇双[β-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯的制备方法为：以羟乙基哌啶醇与β-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯为原料，醋酸锂为催化剂反应，所述的羟乙基哌啶醇与β-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯的摩尔比为1：1.5-1.8。

13、进一步优选地，所述的羟乙基哌啶醇与β-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯的摩尔比为1：1.8。

14、优选地，所述的改性抗氧化剂的制备方法为：聚丙烯树脂、抗氧剂、光稳定剂和聚乙烯蜡混合均匀，在60-70℃下搅拌1-3h。

15、优选地，所述的改性增韧剂包含苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、马来酸酐和蒙脱土。

16、优选地，所述的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、马来酸酐和蒙脱土的质量比为90-95：3-8：1-3；

17、进一步优选地，所述的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、马来酸酐和蒙脱土的质量比为92：5：2；

18、优选地，所述的改性增韧剂的制备方法为：将苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、马来酸酐和蒙脱土混合，熔融挤出。

19、优选地，所述的挤出温度为190-210℃，螺杆转速为30-50r/min；进一步优选地，所述的挤出温度为195℃，螺杆转速为50r/min。

20、优选地，所述的润滑剂为芥酸酰胺、酚醛树脂中的至少一种；进一步优选地，所述的润滑剂为芥酸酰胺和酚醛树脂。

21、优选地，所述的芥酸酰胺和酚醛树脂的质量比为2-3：5-6；进一步优选地，所述的芥酸酰胺和酚醛树脂的质量比为2-2.5：5-5.5；更优选地，所述的芥酸酰胺和酚醛树脂的质量比为2.4：5.2。

22、再一方面，本发明提供了上述高熔高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包含以下步骤：

23、s1：聚乙烯汽车再生材料、聚乙烯桶再生材料和炭黑预混，得预混料；

24、s2：预混料与改性抗氧剂、增韧剂和润滑剂在挤出机中混合，熔融挤出，造粒。

25、优选地，s1所述的预混的温度为70-90℃，使聚乙烯汽车再生材料、聚乙烯桶再生材料和炭黑混合均匀。

26、优选地，s2所述的挤出机包括6个温控区，温控1区的温度为180-190℃，温控2区的温度为192-205℃，温控3区的温度为205-215℃，温控4区的温度为205-215℃，温控5区的温度为185-195℃，温控6区的温度为175-185℃；

27、进一步优选地，s2所述的挤出机包括6个温控区，温控1区的温度为185-190℃，温控2区的温度为192-200℃，温控3区的温度为205-210℃，温控4区的温度为205-210℃，温控5区的温度为185-190℃，温控6区的温度为175-180℃；

28、更优选地，s2所述的挤出机包括6个温控区，温控1区的温度为190℃，温控2区的温度为195℃，温控3区的温度为210℃，温控4区的温度为210℃，温控5区的温度为190℃，温控6区的温度为180℃。

29、优选地，s2所述的挤出机的螺杆转速为30-45r/min；进一步优选地，s2所述的挤出机的螺杆转速为30-40r/min；更优选地，s2所述的挤出机的螺杆转速为36r/min。

30、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

31、1、本发明的技术方案通过以抗氧化剂、聚丙烯树脂、光稳定剂以及润滑剂的组分及特定配比制备改性氧化剂，不仅提高了产物的抗氧化性，还提高了各组分与主料聚乙烯汽车再生材料和聚乙烯桶再生材料的相容性，提高了产品的流动性。

32、2、本发明的技术方案通过对sebs通过马来酸酐和蒙脱土进行改性，极大的提高了与主料的相容性，在保证产物的冲击强度的同时，提高了其流动性。

33、3、本发明的技术方案通过优化各组分，选择特定的改性抗氧化剂、改性增韧剂以及润滑剂，并优化各组分配比，在保证产物的冲击强度的同时，提高了其流动性。