本发明涉及一种pp/pe合金及其制备方法，特别是一种部分交联的pp/pe合金及其制备方法。
背景技术：
近年来，随着技术的发展，聚丙烯制品的应用越来越广泛。同时聚丙烯应用有着一定的局限性，这和它本身的特性相关，人们对聚丙烯不断地改良，使得聚丙烯能够应用在更多的地方。
聚丙烯的刚性好，耐化学性优异，但是低温下较容易发脆，这一点限制了聚丙烯的应用；聚乙烯的柔韧性好，耐应力优异，且有着优秀的低温使用性能。
但是简单的将聚丙烯以及聚乙烯物理共混，并不能使二者的优点统一起来，本发明人设计了一种将聚丙烯和聚乙烯部分交联的方法，形成一种新的混合物，这种混合物具备了优异的相容性、耐高温性、耐化学性、耐应力蠕变性以及低温性，从而完成了本发明。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种部分交联的pp/pe合金及其制备方法。本发明的合金具有优异的相容性、耐高温性、耐化学性、耐应力蠕变性以及低温性，且兼具环保型的特点。
本发明的技术方案：一种部分交联的pp/pe合金，按重量份计，包括有聚丙烯70-90份、pe10-30份、热稳定剂dstp0.5-1％、抗氧剂10100.15-0.5％、抗氧剂1680.15-0.5％、过氧化物双二五0.2％、交联助剂tmpta1％、水和甘油混合物3％。
前述的部分交联的pp/pe合金，所述聚丙烯为均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。
一种前述的部分交联的pp/pe合金的制备方法，包括如下步骤：
1)按照配方要求所述的重量配比称取聚丙烯、pe、交联助剂tmpta、热稳定剂dstp、抗氧剂1010以及抗氧剂168；
2)将步骤1)所述的各组分在高速混合器中干混3-5分钟；
3)将步骤2)混合后的物料置于双螺杆挤出机，同时在挤出过程中泵入分散了过氧化物双二五的水和甘油混合物，经熔融挤出造粒，即可得到部分交联的pp/pe合金复合材料。
前述的部分交联的pp/pe合金的制备方法，所述过氧化物双二五分散在水和甘油的混合物中后，通过液体计量泵加入到熔体中；注入的位置在双螺杆挤出机的上游自然排空段，然后在双螺杆挤出机的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。
前述的部分交联的pp/pe合金的制备方法，在所述双螺杆挤出机的注入水和甘油的自然排空口前段，优选排布剪切块；在自然排空口后段，优选排布剪切较弱的tme、sme、六棱柱和密炼转子元件。
前述的部分交联的pp/pe合金的制备方法，所述制备方法的温度控制为：一区设为180-185℃，二区设为185-190℃，三区设为205-210℃，四区设为215-220℃，五区设为200-205℃，六区设为190-195℃，七区、八区、九区、十区、十一区、十二区都设为185-190℃，其中第六区为自然排空口区。
本发明的有益效果：
1、本发明通过添加一定含量的过氧化物使pp以及pe产生自由基，并通过添加交联助剂使pp以及pe接枝到一起，形成相容性较好并且有一部分形成互穿网络结构的混合物，该混合物有部分交联，强度、韧性均高于普通pp，且有更优秀的耐高温性以及耐开裂性，由于过氧化物分散在水和甘油的混合物中，在挤出机末端水和甘油被抽走，同时被抽出的还有容易产生voc的有机小分子，使得产品更加符合环保的需求。
2、本发明人设计了剪切强度合适的螺块组合，其中在自然排空口前端，排布剪切强烈的剪切块组合，使pp以及pe熔融并分散良好，形成均匀混合物；在自然排空口后端，排布剪切柔和甚至微弱的组合，是为了使从自然排空口段泵入的液体分散良好，且能均匀的控制剪切热的发生，控制pp的降解和pe的自交联。
3、本发明通过将过氧化物分散在水和甘油的混合物中，可以更均匀的控制过氧化物和熔体的接触，不会局部过氧化物浓度过高，造成pp的降解或者pe的过度交联；同时，过氧化物分散在水和甘油的混合物中后，在挤出机的后端可以通过真空口将水和甘油的混合物抽提出去，同时被萃取抽提出去的还有一些有机小分子，使得产品的voc含量降低，符合环保要求。
4、本发明通过添加交联助剂，有效的控制了pp的降解副反应以及pe的自交联副反应的发生，得到更好的相容性良好的产品。
为了进一步证明本发明的有益效果，申请人做了如下实验：
实验例1
取聚丙烯70-90份，pe10-30份，热稳定剂dstp0.5-1％,抗氧剂10100.15-0.5％，抗氧剂1680.15-0.5％,在双螺杆挤出机中熔融造粒，其工艺控制参数为：一区设为180-185℃，二区设为185-190℃，三区设为205-210℃，四区设为215-220℃，五区设为200-205℃，六区设为190-195℃，七区、八区、九区、十区、十一区、十二区都设为185-190℃。螺杆转速为240r/min。
实验例2
取聚丙烯70-90份，pe10-30份，热稳定剂dstp0.5-1％,抗氧剂10100.15-0.5％，抗氧剂1680.15-0.5％,过氧化物双二五0.2％，交联助剂tmpta1％，水和甘油混合物3％。在双螺杆挤出机中熔融造粒，其工艺控制参数为：一区设为180-185℃，二区设为185-190℃，三区设为205-210℃，四区设为215-220℃，五区设为200-205℃，六区设为190-195℃，七区、八区、九区、十区、十一区、十二区都设为185-190℃。螺杆转速为240r/min。进一步的，在下游螺杆熔体输送段(此时螺杆充满度小于1)进行抽真空处理，将水和甘油抽出，并通过一个吸附池吸附随水和甘油抽出的有机挥发物。
实验例1和实验例2所得的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、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度以及冲击强度的数值进行评判(结果如表1所示)；材料的气味特性根据标准规定分为：1级：无气味，2级：有气味，但无干扰性气味，3级：有明显气味，但无干扰性气味，4级：有干扰性气味，5级：有强烈干扰性气味，6级：有不能忍受气味。材料有机化合物挥发性公式：挥发性％＝(材料初始质量-材料在标准规定下放置后的质量)/材料初始质量*100％，进行计算，计算所得的数值越高表示材料有机挥发物挥发性越大，反之则越小。
表1具体检测如下表
通过实验例1和2的对比我们可以看到，利用接枝增容反应技术，在大幅度的提高材料的物性的基础上制备出了符合环保要求的部分交联的高分子复合材料。
需特别说明的是注入过氧化物分散在水和甘油的混合物，注入的位置处，螺杆组合需要特别设计。因为考虑到混合物的快速均匀分散且不能被强烈剪切，因此螺杆组合优选为sme螺块，最优选为sme和tme组合螺块。
为了更好地让pp以及pe有着优异的相容性，需要控制pp的降解以及pe的自交联，控制手段为熔融料的剪切分散改变为拉伸分散，常规的剪切块改变为zme元件以及密炼转子元件，zme元件以及密炼转子元件能够在控制热量的同时对熔融物料进行拉伸分散，这种分散比较柔和，很好的控制了pp的降解以及pe的自交联。
同时，为了控制材料的均匀，不能一直使用zme元件以及密炼转子元件，需要适当的加一些剪切元件，但是剪切元件的选用需要特别设计，不能使用会产生大量热量的剪切元件，可以使用剪切弱化的多头捏合元件，如图1所示，此捏合元件克服了双头螺纹元件的弊端，特别适用于均质化混合，且剪切均匀柔和，不会产生不可控制的剪切热量。
进行抽真空处理时，可根据加工情况而定。具体的为：前后共有三段真空抽口，先启动第一段真空口，抽取挤出的料做检测，如果有机挥发物含量较高则开启第二段甚至第三段真空口。通过真空抽出的气体不能直接排放到空气中，需通过一个吸附池以吸附有机挥发物。
同时，在进行抽真空处理时，需将抽真空装置安装在螺杆输送段，亦即是大导程螺纹件处，此处螺杆填充度小于1。这样才有利于脱挥熔体中的水和甘油混合物以及有机挥发物。特别说明的是在进行抽真空处理时，需将抽真空装置安装在螺杆输送段，亦即是大导程螺纹件处，此处螺杆填充度小于1，另大导程元件和zme元件结合使用，使得大导程元件处的熔融料能够更加有效的更新表面，使融料表面更多的被真空吸附，形成更有效的脱挥作用。
进一步说明的是，本发明采用的双螺杆挤出机的螺杆结构经过工程优化，在常规的螺纹元件如大导程输送块、中导程输送块、小导程输送块、剪切块以及反向螺纹件之外，另加入了齿形元件tme、sme、六棱柱等元件，可更好地让过氧化物在熔体中进行分布混合，发生均一的反应，同时水和甘油混合物能更加均匀的萃取有机小分子。
附图说明
附图1为多头捏合元件。
具体实施方式
实施例1：一种部分交联的pp/pe合金，按重量份计，包括有聚丙烯80份、pe20份、热稳定剂dstp0.7％、抗氧剂10100.3％、抗氧剂1680.35％、过氧化物双二五0.2％、交联助剂tmpta1％、水和甘油混合物3％；所述聚丙烯为均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。其制备方法是先按照配方要求所述的重量配比称取聚丙烯、pe、交联助剂tmpta、热稳定剂dstp、抗氧剂1010以及抗氧剂168；然后将各组分在高速混合器中干混3-5分钟；再将混合后的物料置于双螺杆挤出机，同时在挤出过程中泵入分散了过氧化物双二五的水和甘油混合物，经熔融挤出造粒，即可得到部分交联的pp/pe合金复合材料。
所述过氧化物双二五分散在水和甘油的混合物中后，通过液体计量泵加入到熔体中；注入的位置在双螺杆挤出机的上游自然排空段，然后在双螺杆挤出机的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。
在所述双螺杆挤出机的注入水和甘油的自然排空口前段，优选排布剪切块；在自然排空口后段，优选排布剪切较弱的tme、sme、六棱柱和密炼转子元件。
制备时，温度控制为：一区设为182℃，二区设为188℃，三区设为207℃，四区设为218℃，五区设为203℃，六区设为193℃，七区、八区、九区、十区、十一区、十二区都设为187℃，其中第六区为自然排空口区。
实施例2：一种部分交联的pp/pe合金，按重量份计，包括有聚丙烯70份、pe10份、热稳定剂dstp0.5％、抗氧剂10100.15％、抗氧剂1680.15％、过氧化物双二五0.2％、交联助剂tmpta1％、水和甘油混合物3％；所述聚丙烯为均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。其制备方法是先按照配方要求所述的重量配比称取聚丙烯、pe、交联助剂tmpta、热稳定剂dstp、抗氧剂1010以及抗氧剂168；然后将各组分在高速混合器中干混3-5分钟；再将混合后的物料置于双螺杆挤出机，同时在挤出过程中泵入分散了过氧化物双二五的水和甘油混合物，经熔融挤出造粒，即可得到部分交联的pp/pe合金复合材料。
所述过氧化物双二五分散在水和甘油的混合物中后，通过液体计量泵加入到熔体中；注入的位置在双螺杆挤出机的上游自然排空段，然后在双螺杆挤出机的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。
在所述双螺杆挤出机的注入水和甘油的自然排空口前段，优选排布剪切块；在自然排空口后段，优选排布剪切较弱的tme、sme、六棱柱和密炼转子元件。
制备时，温度控制为：一区设为180℃，二区设为185℃，三区设为205℃，四区设为215℃，五区设为200℃，六区设为190℃，七区、八区、九区、十区、十一区、十二区都设为185℃，其中第六区为自然排空口区。
实施例3：一种部分交联的pp/pe合金，按重量份计，包括有聚丙烯90份、pe30份、热稳定剂dstp1％、抗氧剂10100.5％、抗氧剂1680.5％、过氧化物双二五0.2％、交联助剂tmpta1％、水和甘油混合物3％；所述聚丙烯为均聚聚丙烯或/和嵌段共聚丙烯。其制备方法是先按照配方要求所述的重量配比称取聚丙烯、pe、交联助剂tmpta、热稳定剂dstp、抗氧剂1010以及抗氧剂168；然后将各组分在高速混合器中干混3-5分钟；再将混合后的物料置于双螺杆挤出机，同时在挤出过程中泵入分散了过氧化物双二五的水和甘油混合物，经熔融挤出造粒，即可得到部分交联的pp/pe合金复合材料。
所述过氧化物双二五分散在水和甘油的混合物中后，通过液体计量泵加入到熔体中；注入的位置在双螺杆挤出机的上游自然排空段，然后在双螺杆挤出机的下游真空口用真空泵抽出水和甘油混合物。
在所述双螺杆挤出机的注入水和甘油的自然排空口前段，优选排布剪切块；在自然排空口后段，优选排布剪切较弱的tme、sme、六棱柱和密炼转子元件。
制备时，温度控制为：一区设为185℃，二区设为190℃，三区设为210℃，四区设为220℃，五区设为205℃，六区设为195℃，七区、八区、九区、十区、十一区、十二区都设为190℃，其中第六区为自然排空口区。