该发明涉及一种扶手用聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚丙烯具有较高的力学强度、光泽性、成型性、硬度、刚性、绿色环保、密度低、耐紫外线等优势。聚丙烯被广泛应用于高透光特种薄膜材料、电子产品透光装置、高透明塑料制品、吊绳、纤维、透光耐紫外线特种薄膜、市政给排水管道等领域。目前，聚丙烯材料在力学强度需要进一步提升。该发明采用改性聚丙烯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙烯酸酯、纳米硅酸铝制备了扶手用聚丙烯材料，该方法制备的扶手用聚丙烯材料具有优异的力学强度。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种扶手用聚丙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的力学强度。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种扶手用聚丙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将硝酸锆、醋酸铵、硬脂酸铝、二氧化硅、水和乙醇按照质量份数比为6：35～47：76～91：5.2～6.2：25～31：65～80加入到水热反应釜中，维持体系温度145～158℃条件下反应2～6h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、将丙烯酸、双酚a环氧丙烯酸酯rj313、超支化聚酯丙烯酸酯rj544、甲基丙烯酸甲酯和184光引发剂按照质量份数比为34：25～36：21～32：14～23：0.3～1添加至反应釜中，搅拌速度为58～67r/min，维持体系温度23～32℃条件下反应15～30min，产物经100～500wled灯光照5～25s，得到聚丙烯酸酯；(3)、将二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和n,n-二甲基甲酰胺按照质量份数比为52：35～46：87～99：45～61加入到反应釜中，搅拌速度为69～86r/min，维持体系温度75～93℃条件下反应1.2～2.6h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、将聚丙烯、木质素磺酸盐和乙醇按照质量份数比为85：37～49：78～95加入到水热反应釜中，维持体系温度195～207℃条件下反应0.5～2h，产物经2l盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、将改性聚丙烯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙烯酸酯、纳米硅酸铝按照质量份数比为92：23～35：21～33：27～41加入到高速混合机中，用高速混合机在温度191～200℃混合反应1～4min，用挤出机在温度213～219℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。该发明所述的扶手用聚丙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将硝酸锆、醋酸铵、硬脂酸铝、二氧化硅、水和乙醇按照质量份数比为6：35～47：76～91：5.2～6.2：25～31：65～80加入到水热反应釜中，维持体系温度145～158℃条件下反应2～6h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；所述的硝酸锆和醋酸铵的目的为了提高纳米硅酸铝的耐磨性的同时，提高材料的溶出率；制备的纳米硅酸铝能在提高本身耐磨的同时，提高聚丙烯材料的力学强度。(2)、将丙烯酸、双酚a环氧丙烯酸酯rj313、超支化聚酯丙烯酸酯rj544、甲基丙烯酸甲酯和184光引发剂按照质量份数比为34：25～36：21～32：14～23：0.3～1添加至反应釜中，搅拌速度为58～67r/min，维持体系温度23～32℃条件下反应15～30min，产物经100～500wled灯光照5～25s，得到聚丙烯酸酯；所述的双酚a环氧丙烯酸酯rj313和超支化聚酯丙烯酸酯rj544的目的为了提高聚丙烯酸酯的反应官能团数量；制备的聚丙烯酸酯通过提高交联度的方式能提高聚丙烯材料的力学强度。(3)、将二苯基甲烷二异氰酸酯、苯酚、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和n,n-二甲基甲酰胺按照质量份数比为52：35～46：87～99：45～61加入到反应釜中，搅拌速度为69～86r/min，维持体系温度75～93℃条件下反应1.2～2.6h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；所述的1-乙基-3-甲基咪唑氯盐的目的为了提高反应体系的散热效率，防止热集聚；制备的改性二苯基甲烷二异氰酸酯的目的为了作为交联剂，提高聚丙烯材料的力学强度。(4)、将聚丙烯、木质素磺酸盐和乙醇按照质量份数比为85：37～49：78～95加入到水热反应釜中，维持体系温度195～207℃条件下反应0.5～2h，产物经2l盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；所述的木质素磺酸盐的目的为了提高聚丙烯材料中的化学官能团数量和交联密度；制备的改性聚丙烯能提高聚丙烯材料的力学强度。(5)、将改性聚丙烯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙烯酸酯、纳米硅酸铝按照质量份数比为92：23～35：21～33：27～41加入到高速混合机中，用高速混合机在温度191～200℃混合反应1～4min，用挤出机在温度213～219℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。该发明的有益效果在于：本发明制备的扶手用聚丙烯材料具有优异的化学官能团数量、交联密度、耐磨性和拉伸强度，能在保持聚丙烯材料易于加工成型的基础上，提高普通聚丙烯材料的力学强度，拓宽聚丙烯的应用范围。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、37份醋酸铵、85份硬脂酸铝、5.7份二氧化硅、27份水和70份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度152℃条件下反应4h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、29份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、26份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、15份甲基丙烯酸甲酯和0.4份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为60r/min，维持体系温度25℃条件下反应17min，产物经200wled灯光照9s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、39份苯酚、90份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和60份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为75r/min，维持体系温度86℃条件下反应1.8h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、43份木质素磺酸盐和85份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度205℃条件下反应0.7h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、27份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、28份聚丙烯酸酯、36份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度197℃混合反应2min，用挤出机在温度215℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。实施例2一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、35份醋酸铵、76份硬脂酸铝、5.2份二氧化硅、25份水和65份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度145℃条件下反应6h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、25份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、21份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、14份甲基丙烯酸甲酯和0.3份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为58r/min，维持体系温度23℃条件下反应30min，产物经100wled灯光照25s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、35份苯酚、87份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和45份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为69r/min，维持体系温度75℃条件下反应2.6h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、37份木质素磺酸盐和78份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度195℃条件下反应2h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、23份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、21份聚丙烯酸酯、27份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度191℃混合反应4min，用挤出机在温度213℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。实施例3一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、47份醋酸铵、91份硬脂酸铝、6.2份二氧化硅、31份水和80份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度158℃条件下反应2h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、36份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、32份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、23份甲基丙烯酸甲酯和1份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为67r/min，维持体系温度32℃条件下反应15min，产物经500wled灯光照5s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、46份苯酚、99份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和61份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为86r/min，维持体系温度93℃条件下反应1.2h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、49份木质素磺酸盐和95份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度207℃条件下反应0.5h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、35份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、33份聚丙烯酸酯、41份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度200℃混合反应1min，用挤出机在温度219℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。实施例4一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、40份醋酸铵、79份硬脂酸铝、5.5份二氧化硅、29份水和68份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度149℃条件下反应5h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、33份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、31份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、16份甲基丙烯酸甲酯和0.6份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为65r/min，维持体系温度27℃条件下反应18min，产物经300wled灯光照13s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、39份苯酚、96份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和49份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为71r/min，维持体系温度76℃条件下反应2.3h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、44份木质素磺酸盐和91份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度199℃条件下反应0.7h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、28份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、29份聚丙烯酸酯、36份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度192℃混合反应3min，用挤出机在温度217℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。实施例5一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、44份醋酸铵、89份硬脂酸铝、6份二氧化硅、30份水和77份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度156℃条件下反应3h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、32份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、31份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、18份甲基丙烯酸甲酯和0.8份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为62r/min，维持体系温度30℃条件下反应23min，产物经400wled灯光照7s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、40份苯酚、89份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和55份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为82r/min，维持体系温度90℃条件下反应1.5h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、39份木质素磺酸盐和85份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度202℃条件下反应1.3h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、29份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、30份聚丙烯酸酯、37份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度197℃混合反应2min，用挤出机在温度218℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。实施例6一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、43份醋酸铵、86份硬脂酸铝、5.8份二氧化硅、30份水和77份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度151℃条件下反应4h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、29份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、27份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、22份甲基丙烯酸甲酯和0.9份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为66r/min，维持体系温度27℃条件下反应25min，产物经100wled灯光照21s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、41份苯酚、88份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和49份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为73r/min，维持体系温度82℃条件下反应1.8h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、40份木质素磺酸盐和79份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度197℃条件下反应1.7h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、33份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、32份聚丙烯酸酯、40份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度196℃混合反应3min，用挤出机在温度216℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。实施例7一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、43份醋酸铵、90份硬脂酸铝、6.1份二氧化硅、28份水和77份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度147℃条件下反应5h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、33份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、30份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、21份甲基丙烯酸甲酯和0.7份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为66r/min，维持体系温度30℃条件下反应23min，产物经300wled灯光照14s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、41份苯酚、92份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和49份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为76r/min，维持体系温度91℃条件下反应1.8h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、45份木质素磺酸盐和91份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度198℃条件下反应1.6h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、31份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、28份聚丙烯酸酯、38份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度192℃混合反应4min，用挤出机在温度217℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。实施例8一种扶手用聚丙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取6份硝酸锆、46份醋酸铵、86份硬脂酸铝、5.7份二氧化硅、31份水和73份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度148℃条件下反应6h，将产物转移至马弗炉中，于200℃焙烧1h，400℃焙烧1h，600℃焙烧2h，800℃焙烧2h，1000℃焙烧2h，1200℃焙烧3h，研磨，得到纳米硅酸铝；(2)、称取34份丙烯酸、26份双酚a环氧丙烯酸酯rj313、22份超支化聚酯丙烯酸酯rj544、19份甲基丙烯酸甲酯和0.4份184光引发剂添加至反应釜中，搅拌速度为59r/min，维持体系温度26℃条件下反应21min，产物经500wled灯光照10s，得到聚丙烯酸酯；(3)、称取52份二苯基甲烷二异氰酸酯、43份苯酚、94份1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和53份n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，搅拌速度为82r/min，维持体系温度90℃条件下反应2.3h，产物冷却至2℃后，过滤，用500ml乙醇洗涤3次，于29℃、-0.07mpa真空干燥38min，即得到改性二苯基甲烷二异氰酸酯；(4)、称取85份聚丙烯、44份木质素磺酸盐和91份乙醇加入到水热反应釜中，维持体系温度200℃条件下反应1.3h，产物经2l18%（wt.%）盐酸经135℃水热反应中洗涤45min后，产物经500ml乙醇洗涤2次，于58℃、-0.07mpa真空干燥20min，粉碎，即得到改性聚丙烯；(5)、称取92份改性聚丙烯、26份改性二苯基甲烷二异氰酸酯、29份聚丙烯酸酯、33份纳米硅酸铝加入到高速混合机中，用高速混合机在温度200℃混合反应2min，用挤出机在温度216℃挤出成型，即得到扶手用聚丙烯材料。对照例1本对照例中，不添加纳米硅酸铝，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例2本对照例中，不添加聚丙烯酸酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3本对照例中，不添加改性二苯基甲烷二异氰酸酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例4本对照例中，配方中选用普通硅酸铝替代实施例1中的纳米硅酸铝，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例5本对照例中，配方中选用普通聚丙烯酸酯替代实施例1中的聚丙烯酸酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例6本对照例中，配方中选用普通二苯基甲烷二异氰酸酯替代实施例1中的改性二苯基甲烷二异氰酸酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例7本对照例中，配方中选用普通聚丙烯替代实施例1中的改性聚丙烯，其它组分与制备方法与实施例1相同。表1实施例1和对照例1～7制得的扶手用聚丙烯材料的性能参数实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4对照例5对照例6对照例7拉伸强度/mpa7168656265616064以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页12