一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子聚合物改性和加工技术领域，具体涉及一种聚丙烯材料。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯是目前增长速度最快的通用热塑性塑料之一，是一个综合力学性能十分优 秀的塑料品种，因其良好的加工性能和物理、化学性能而被广泛的应用于汽车内外饰件、电 子电器、家电外壳及爆破系统等。但聚丙烯也有拉伸强度低、韧性低、收缩大等缺点，在爆破 领域很难与金属材料抗衡。
[0003] 爆破领域是近年来发展迅速的行业，被广泛应用于矿业和建筑行业。通常采用添 加无机填料的方法来提高其拉伸强度，通常需要较大的添加量，但大量无机填量的会造成 聚丙烯的韧性下降，成型加工困难并且回收困难，用于爆破行业不利于节能环保的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提供一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，解决以上 技术问题。
[0005] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0006] -种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，包括如下重量配比的原料组分：
[0007] 聚丙烯 70%-95%;
[0008]增韧剂 2%-28%;
[0009]辅助添加剂2%-5%。
[0010] 所述聚丙烯为高结晶聚丙烯（HCPP)，所述高结晶聚丙烯在230°C/2. 16Kg的测试 条件下的烙体流动速率为5g/10min-50g/10min，优选5g/10min-30g/10min。
[0011] 所述高结晶聚丙烯的结晶度在85 %以上，等规度大于99 %。
[0012] 所述增韧剂采用增韧剂Ρ0Ε，增韧剂Ρ0Ε为乙烯-辛烯共聚物，增韧剂Ρ0Ε的密度 为 0· 88g/cm3-〇. 90g/cm3,溶融指数为lg/10min_50g/10min。
[0013] 所述辅助添加剂采用抗氧剂、光稳定剂、着色剂中的一种或者其中几种的组合。
[0014] 其中，抗氧剂优选采用抗氧剂1010和抗氧剂168的组合。
[0015] 其中，光稳定剂优选米用光稳剂770和光稳剂944的组合。
[0016] 本发明还可以添加其他加工助剂（如成核剂，填料等）及其组合物。
[0017] 本发明通过如下制备步骤制得产品：
[0018]1)按重量配比称取定量的原料组分；
[0019] 2)将称得的原料组分投入高速混合器内进行干混处理后制得混合物料；
[0020] 3)将混合物料输入到双螺杆挤出机中经熔融挤出后造粒得到产品为聚丙烯复合 材料。
[0021] 其中，制备步骤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频率为20Hz-70Hz，优选频率为40Hz。
[0023] 所述制备步骤2)中的干混处理时间持续3分钟-5分钟。
[0024] 所述制备方法的步骤3)的双螺杆挤出机采用11个温区调节的双螺杆挤出机，其 温度调节范围为30°C-300°C。
[0025]所述双螺杆挤出机的各温区的工作温度为：一区200°C-210°C，二区 210°C_220°C，三区至十区 210°C_220°C，i-一区 205°C_215°C。
[0026] 所述双螺杆挤出机的机头温度为205°C_215°C。
[0027] 所述制备步骤3)中的混合物料在双螺杆挤出机内的停留时间持续1分钟-2分 钟，优选持续时间1. 5分钟。
[0028] 所述双螺杆挤出机的螺杆转速设置为500rpm-800rpm，优选550rpm。
[0029] 所述双螺杆挤出机内的熔体压力为12MPa_18MPa，优选15MPa_17MPa。
[0030] 所述双螺杆挤出机的内部真空度为0· 03Kgf/cm2-0. 08Kgf/cm2,优选0· 05Kgf/ cm2-〇. 06Kgf/cm2。
[0031] 所述双螺杆挤出机的挤出产量为400Kg/h-1000Kg/h，优选800Kg/h。
[0032] 有益效果：由于采用上述技术方案，本发明具有如下优点：
[0033] 1、拉伸强度高；
[0034] 2、重复使用材料的成型加工不受任何影响，同时产品的各项物理力学性能不受影 响；
[0035] 3、制备工艺简单，制备成本低。
【具体实施方式】
[0036] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进 一步阐述本发明。
[0037] -种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，包括如下重量配比的原料组分：聚 丙烯70% -95%;增韧剂2% -28%;辅助添加剂2% -5%。聚丙烯为高结晶聚丙烯（HCPP)， 高结晶聚丙烯在230°C/2. 16kg的测试条件下的熔体流动速率为5g/10min-50g/10min，优 选5g/10min-30g/10min。高结晶聚丙烯的结晶度在85%以上，等规度大于99%。增韧剂采 用增韧剂Ρ0Ε，增韧剂Ρ0Ε为乙烯-辛烯共聚物，增韧剂Ρ0Ε的密度为0. 88g/cm3-0. 90g/cm3， 熔融指数为lg/10min-50g/10min。辅助添加剂采用抗氧剂、阻燃剂、光稳定剂、着色剂、脱模 剂中的一种或者其中几种的组合。其中，抗氧剂采用抗氧剂1010和抗氧剂168的组合，光 稳定剂采用光稳剂770和光稳剂944。本发明还可以根据实际需要添加其他加工助剂（如 成核剂，填料等）及其组合物。
[0038] 本发明通过如下制备方法制得产品：
[0039] 1)按重量配比称取定量的原料组分；
[0040] 2)将称得的原料组分投入高速混合器内进行干混处理后制得混合物料；
[0041] 3)将混合物料输入到双螺杆挤出机中经熔融挤出后造粒得到产品为聚丙烯复合 材料。
[0042] 其中，高速混合器采用立式混合器，混合频率为20Hz-70Hz，优选频率为40Hz。处 理时间持续3分钟-5分钟。
[0043] 双螺杆挤出机的温度调节范围为30°C-300°C，包含11个工作温区。各温区的 工作温度为：一区 200°C-210°C，二区 210°C-220°C，三区至十区 210°C_220°C，i^一区 205°C_215°C，机头温度为205°C~215°C。混合物料在双螺杆挤出机内的停留时间持续 1分钟-2分钟，优选持续时间1. 5分钟。螺杆转速设置为500rpm-800rpm。熔体压力为 12MPa-18MPa。内部真空度为 0· 03Kgf/cm2-0. 08Kgf/cm2。挤出产量为 400kg/h-1000kg/h， 优选 800Kg/h。
[0044] 本发明按照如下制备工艺进行产品制备：
[0045] 1、选取四组实施例称取定量配方组分，如下表所示：
[0046]
[0047] 2、设备工艺为：干混持续时间设为3分钟，双螺杆挤出机的螺杆转速设为550rpm， 熔体压力15MPa，内部真空度0· 06Kgf/cm2,温区设置为一区205°C，二区210°C，三区-十区 220°CΗ-一区 215°C。
[0048] 将按上述方法完成造粒的产品事先在90°C_100°C的鼓风烘箱中干燥2小时-3小 时，然后再将干燥好的产品在注射成型机上进行注射成型制样。对试样按照标准进行如下 测试：
[0049] 拉伸性能测试按IS0527-2进行，试样尺寸为150mmX10mmX4mm，拉伸速度为 50mm/min;弯曲性能测试按ISO178进行，试样尺寸为80mmX10mmX4mm，弯曲速度为2mm/ min,跨距为64mm;简支梁冲击强度按ISO179进行，试样尺寸为80_X6_X4mm，缺口深度 为试样厚度的三分之一。
[0050] 材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度，断裂伸长率，弯曲模量，热变形温 度以及冲击强度的数值进行评判；
[0051] 测试结果如下表所示：
[0052]
[0053] 根据上述测试及结果可以看出，对于不同的高结晶聚丙烯以及不同增韧剂Ρ0Ε的 组合，材料的基本物理力学性能和热力学性能能较好的保持。本技术方案提出的这种用于 爆破系统的高拉伸强度聚丙烯复合材料，之所以能够达到较为理想发明目的，与聚丙烯材 料及增韧剂的正确选择分不开。
[0054] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，包括如下重量配比的原料组分： 聚丙烯 70% -95% ; 增韧剂 2% -28% ; 辅助添加剂2%-5%。2. 根据权利要求1所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特征在于， 所述聚丙烯为高结晶聚丙烯，所述高结晶聚丙烯在230°C/2. 16kg的测试条件下的熔体流 动速率为 5g/10min-50g/10min; 所述商结晶聚丙稀的结晶度在85%以上，等规度大于99%。3. 根据权利要求1所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特征在于， 所述增韧剂采用增韧剂POE，增韧剂POE为乙烯-辛烯共聚物，增韧剂POE的密度为0. 88g/ cm3-〇. 90g/cm3,溶融指数为lg/10min_50g/10min。4. 根据权利要求1所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特征在于， 所述辅助添加剂采用抗氧剂、阻燃剂、光稳定剂、着色剂、脱模剂中的一种或者其中几种的 组合。5. 根据权利要求4所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特征在于， 所述抗氧剂采用抗氧剂1010和抗氧剂168的组合； 所述光稳定剂米用光稳剂770和光稳剂944的组合。6. 根据权利要求1-5任一项所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特 征在于，按照配方根据如下制备步骤制得产品： 1) 按重量配比称取定量的原料组分； 2) 将称得的原料组分投入高速混合器内进行干混处理后制得混合物料； 3) 将混合物料输入到双螺杆挤出机中经熔融挤出后造粒得到产品，所述产品为聚丙烯 复合材料。7. 根据权利要求6所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特征在于， 步骤2)中的高速混合器采用立式混合器，混合频率为20Hz-70Hz，干混处理时间持续3分 钟-5分钟。8. 根据权利要求6所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特征在 于，步骤3)的双螺杆挤出机采用11个温区调节的双螺杆挤出机，其温度调节范围为 30°C-300°C； 所述双螺杆挤出机的各温区的工作温度为：一区200°C-210°C，二区210°C_220°C，三 区至十区 210°C_220°C，i-一区 205°C_215°C; 所述双螺杆挤出机的机头温度为205°C_215°C; 混合物料在双螺杆挤出机中的各个温区内的停留时间持续1分钟-2分钟。9. 根据权利要求1所述的一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，其特征 在于，所述双螺杆挤出机的螺杆转速设置为500rpm-800rpm，内部真空度为0. 03Kgf/ cm2-〇. 08Kgf/cm2 ； 熔体压力为12MPa-18MPa; 挤出产量为 400Kg/h-1000Kg/h。
【专利摘要】本发明涉及高分子聚合物改性和加工技术领域，具体涉及一种聚丙烯材料。一种用于爆破系统的高拉伸强度聚丙烯材料，配方为聚丙烯70％-95％；增韧剂2％-28％；辅助添加剂2％-5％，制备步骤为：将原料按配方重量配比称取后投入高速混合器干混，然后再输入双螺杆挤出机进行熔融挤出、造粒后制得产品。由于采用上述技术方案，本发明拉伸强度高，重复使用材料的成型加工不受任何影响，同时产品的各项物理力学性能不受影响；制备工艺简单，制备成本低。
【IPC分类】C08L23/12, C08L23/08, B29C47/92
【公开号】CN105462056
【申请号】CN201410395663
【发明人】赵德慧, 张磊, 河贤洙, 于晓宁
【申请人】大韩道恩高分子材料(上海)有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月13日