一种塑料增韧剂及其生产工艺的制作方法

文档序号:17268099发布日期:2019-03-30 10:17阅读:811来源:国知局

本发明涉及一种塑料增韧剂,尤指一种塑料增韧剂及其生产工艺。



背景技术:

为增加塑料的韧性,在脆性或韧性不够的聚合物中,添加一种橡胶或橡胶类的物质,通常称增韧剂。通过共混或与聚合物的单体共聚方式而获得韧性塑料。所加入的增韧物质,须与被增韧物有一定限度的相容性,形成良好粘附性,不仅增加韧性,又不明显降低刚性。增韧剂大都是由橡胶类的物质、催化剂与相容剂构成。增韧剂的接枝率高低与催化剂浓度、反应温度、相容剂浓度、反应时间、挤出机溶体压力有关。

通常,当催化剂的浓度较小时,接枝率较低,催化剂浓度增加,接枝率也随之增加。但如三元乙丙胶在接枝时可能会发生降解反应,随催化剂用量的增加,自由基的双基终止,诱导分解等副反应速率增大,导致催化剂效率降低,产品接枝率也随之降低。

接枝率随反应温度上升而增加,当反应温度升到临界值时,接枝率达到最大值。反应温度低于临界值时,催化剂分解形成初级自由基的速度放缓,初级自由基的浓度过低,不利于接枝。如果反应温度高于临界值时,催化剂分解产生的初级自由基发生双基终止,诱导分解等副反应的速度增大,使催化剂效率降低,因此接枝率明显下降。

在开始阶段,相容剂的浓度与接枝率成正比,当相容剂的浓度达到最高值时,随着相容剂用量的增加,接枝率反而下降。这是因为当催化剂的量一定时,催化剂分解形成初级自由基进攻大分子链产生的接枝点数也相对固定,而相容剂分子结构对称,不产生诱导或共轭效应,空间位阻较大,不易均聚,其接枝形成是以单环挂链为主,所以产物中的酸酐含量取决于自由基是否能与相容剂充分反应。自由基浓度一定,相容剂浓度增加,它与大分子自由基碰撞频率提高,产生了笼蔽效应及其他副反应,使催化剂效率下降,从而导致接枝率的降低。

随反应时间的延长,接枝率出现最高值,随后又有所下降。这与空气中的氧有关,空气中的氧通过氧化-过氧化物分解过程,在一定时间内加速了接枝反应,反应达到一定时间后,反应初期阶段由氧引发所生成的过氧键接枝物经热分解而发生脱酐反应,体系余下的是热稳定的接枝物,因此,接枝率随时间的变化出现最大值然后又逐渐下降。

溶体压力过大,物料在螺旋搅龙压送过程中地时间过短,物料反应时间不充分影响产物的接枝率。溶体压力过小,物料在螺旋搅龙压送过程中的时间过长,会使接枝率下降。

通过以上分析,因受上述多种因素的影响,产品接枝率很难进行控制,这也是目前的塑料增韧剂产品质量上不去的主要原因。



技术实现要素:

本发明的目的就是为提高和稳定塑料增韧剂的接枝率而提供的一种塑料增韧剂及其生产工艺。

为实现这一目的,本发明采用如下技术方案:

塑料增韧剂各组分及重量配比份数范围为:

三元乙丙胶(epdm)9900份~10000份

相容剂1899份~901份

相容剂2319份~321份

催化剂29份~31份

所述的催化剂为:二苯基丁烷、苯甲酰、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基。

所述的相容剂1为顺丁烯二酸酐

所述的相容剂2为甲基丙烯酸丙酯、丙酮或苯乙烯

所述塑料增韧剂各组分及重量配比的择优份数为:

三元乙丙胶(epdm)100000份,

相容剂1900份,

相容剂2320份,

催化剂30份。

塑料增韧剂的生产工艺:

第一步:按照所述的组分将相容剂1、相容剂2和催化剂依照配比,计量出各自的重量。

第二步:将相容剂1、相容剂2和催化剂置于容器中混和溶化,搅拌1分钟,得混合物。

第三步:按照所述的三元乙丙胶依照其配比,计量出三元乙丙胶的重量,与所述的共混物通过高速混合机进行高速混和搅拌,搅拌后,获得共混物,将共混物排出高速混合机机。

第四步:将出机的共混物放置在专用袋或专用容器内,放置时间为1分钟。

第五步:将共混物喂入挤出机,进行挤压反应,共混物在挤出机内的反应温度下进行反应,经过挤出机全程反应后的的共混物,排除挤出机,获得线状增韧剂。

第六步:将线状增韧剂进入水槽冷却。

第七步:将冷却后的线状增韧剂切粒,获得粒状增韧剂。

第八步:将粒状增韧剂过筛,分类包装。

所述的挤出机分有四个温度区,自喂料口起为一区,温度为170℃~175℃,依次为二区,其温度为170℃~175℃、再次为三区,温度为160℃~165℃、最后为四区,其温度为160℃~158℃,机头温度170℃~169℃。挤出机的溶体压力为1.54pa,主机速度322转/分钟,喂料量12kg/分钟,主机电流95.7a。

本发明是专为增韧尼龙产品研发的塑料增韧剂,具有良好的接枝效果。塑料增韧剂是马来酸酐与甲基丙烯酸酯双官能团的弹性体,由于其优良的弹性及反应相容性改善了尼龙的加工性能,降低吸水率,并提高了制品尺寸的稳定性和耐侯性,广泛应用于增韧和超韧要求的尼龙制品。加入塑料增韧剂的尼龙制品,很好地改善了尼龙塑料的相容性和界面亲和性,具有优良的力学性能,并且可以改善尼龙塑料本身的缺陷。

具体实施方式

本发明是专为增韧尼龙产品研发的塑料增韧剂,塑料增韧剂实施例1的各组分及重量配比如下:

三元乙丙胶(epdm)100000克

相容剂1(顺丁烯二酸酐)900克

相容剂2(甲基丙烯酸丙酯)320克

催化剂(二苯基丁烷)30克

塑料增韧剂实施例1的生产工艺如下:

第一步:按照所述的组分将顺丁烯二酸酐、甲基丙烯酸丙酯和二苯基丁烷依照配比,计量出各自的重量。

第二步:将顺丁烯二酸酐、甲基丙烯酸丙酯和二苯基丁烷置于容器中混和溶化,搅拌1分钟,得混合物。

第三步:按照所述的三元乙丙胶(epdm)依照其配比,计量出三元乙丙胶的重量,与所述的共混物通过高速混合机进行高速混和搅拌,搅拌后,获得共混物,将共混物排出高速混合机机。

第四步:将出机的共混物放置在专用袋或专用容器内,放置时间为1分钟。

第五步:将共混物喂入挤出机,进行挤压反应,共混物在挤出机内的反应温度下进行反应,经过挤出机全程反应后的的共混物,排除挤出机,获得线状增韧剂。

第六步:将线状增韧剂进入水槽冷却。

第七步:将冷却后的线状增韧剂切粒,获得粒状增韧剂。

第八步:将粒状增韧剂过筛,分类包装。

所述的挤出机分有四个温度区,自喂料口起为一区,温度为172℃,依次为二区,其温度为173℃、再次为三区,温度为160℃最后为四区,其温度为158℃,机头温度169℃。挤出机的溶体压力为1.54pa,主机速度322转/分钟,喂料量12kg/分钟,主机电流95.7a。

塑料增韧剂实施例2的各组分及重量配比如下:

三元乙丙胶(epdm)99050克

相容剂1(顺丁烯二酸酐)900克

相容剂2(丙酮)321克

催化剂(过氧化二异丙苯)31克

塑料增韧剂实施例2的生产工艺如下:

第一步:按照所述的组分将顺丁烯二酸酐、丙酮和过氧化二异丙苯依照配比,计量出各自的重量。

第二步:将顺丁烯二酸酐、丙酮和过氧化二异丙苯置于容器中混和溶化,搅拌1分钟,得混合物。

第三步:按照所述的三元乙丙胶(epdm)依照其配比,计量出三元乙丙胶的重量,与所述的共混物通过高速混合机进行高速混和搅拌,搅拌后,获得共混物,将共混物排出高速混合机机。

第四步:将出机的共混物放置在专用袋或专用容器内,放置时间为1分钟。

第五步:将共混物喂入挤出机,进行挤压反应,共混物在挤出机内的反应温度下进行反应,经过挤出机全程反应后的的共混物,排除挤出机,获得线状增韧剂。

第六步:将线状增韧剂进入水槽冷却。

第七步:将冷却后的线状增韧剂切粒,获得粒状增韧剂。

第八步:将粒状增韧剂过筛,分类包装。

所述的挤出机分有四个温度区,自喂料口起为一区,温度为170℃,依次为二区,其温度为170℃、再次为三区,温度为162℃最后为四区,其温度为160℃,机头温度170℃。挤出机的溶体压力为1.54pa,主机速度322转/分钟,喂料量12kg/分钟,主机电流95.7a。

塑料增韧剂实施例3各组分及重量配比:

三元乙丙胶(epdm)100000克

相容剂1(顺丁烯二酸酐)895克

相容剂2(苯乙烯)319克

催化剂(氧化二叔丁基)29克

塑料增韧剂的生产工艺:

第一步:按照所述的组分将顺丁烯二酸酐、苯乙烯和氧化二叔丁基依照配比,计量出各自的重量。

第二步:将顺丁烯二酸酐、苯乙烯和氧化二叔丁基置于容器中混和溶化,搅拌1分钟,得混合物。

第三步:按照所述的三元乙丙胶(epdm)依照其配比,计量出三元乙丙胶(epdm)的重量,与所述的共混物通过高速混合机进行高速混和搅拌,搅拌后,获得共混物,将共混物排出高速混合机机。

第四步:将出机的共混物放置在专用袋或专用容器内,放置时间为1分钟。

第五步:将共混物喂入挤出机,进行挤压反应,共混物在挤出机内的反应温度下进行反应,经过挤出机全程反应后的的共混物,排除挤出机,获得线状增韧剂。

第六步:将线状增韧剂进入水槽冷却。

第七步:将冷却后的线状增韧剂切粒,获得粒状增韧剂。

第八步:将粒状增韧剂过筛,分类包装。

所述的挤出机分有四个温度区,自喂料口起为一区,温度为75℃,依次为二区,其温度为175℃、再次为三区,温度为165℃、最后为四区,其温度为158℃,机头温度170℃。挤出机的溶体压力为1.54pa,主机速度322转/分钟,喂料量12kg/分钟,主机电流95.7a。

通过上述各组分选择、配比和制备工艺,所生产出的塑料增韧剂系列,其接枝效果好,外观光亮、透明、色泽微黄、颗粒均匀。因为塑料增韧剂有良好的接枝效果,产品加入塑料增韧剂后,能极大地改善工程塑料的相容性、界面亲和性和力学性能,并且可以改善工程塑料本身的缺陷。

以pa66添加塑料增韧剂20%为例:

1、缺口冲击强度提高。这是因为本发明生产的塑料增韧剂不仅有较高的反应活性,还有合适的极性。使原本比较分散的pa66连续相之间有了非常好的粘结力,有利于应力的传递,在自由基催化剂的环境下,又有适当的交联,保证了一定的强度,可以承受一定的应力而不会变形或破裂。有效地提高了pa66的韧性,增强了缺口冲击强度

2、具有良好的反应活性和疏水性。pa66具有很强的吸水性,这个性状导致产品尺寸不稳定,长时间应用还会发生水解,使分子量减少,力学性能降低。如果在pa66中加入塑料增韧剂,可明显降低pa66对水的吸附。

3、在生产改性塑料中,添加一定量的塑料增韧剂,可以改善pa66与无机物和有机物填充相容性,从而提高产品的力学性能,降低制造成本。

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