本發(fā)明涉及塑料改性及其制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種抗蠕變性增強的聚丙烯及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯(polypropylene，PP)是由丙烯單體聚合而成，屬于一種非極性的結(jié)晶塑料，吸水率約為0.03％-0.04％，熔點為165-170℃。PP是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性通用塑料，具有較小的密度約0.91g/cm3、較高的強度和耐高溫腐蝕等優(yōu)良性能，同時還具有良好的透明性和電絕緣性，原料來源多和成本低，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、日常用品和包裝等眾多領(lǐng)域中。
然而PP存在許多不足：主要為低溫脆性、尺寸穩(wěn)定性差、耐老化性能差，且成型收縮率大、易燃燒，同時由于其非極性特點，以至于不易與其他極性聚合物、無機填料進行有效的相容，從而限制了PP的應(yīng)用和發(fā)展。
為了克服PP的缺陷，提高其沖擊強度、耐熱性、耐老化和抗蠕變性，就需要通過物理或化學(xué)方法對PP進行改性處理。目前主要通過填充增強改性、共混改性和接枝改性。其中應(yīng)用較廣的為填充增強改性法，主要是通過加入其它聚合物、無機填料及相容劑，達到改善材料性能的目的。
然而，現(xiàn)有技術(shù)的改性PP存在的抗蠕變性差和抗老化性能不佳問題，為解決所述問題，提出一種抗蠕變性增強的聚丙烯及其制備方法，本案由此產(chǎn)生。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種抗蠕變性增強的聚丙烯及其制備方法，以使改性后的聚丙烯力學(xué)性能優(yōu)異，并具有良好的抗蠕變性能。
為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案為：
一種抗蠕變性增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP70-80份，熱塑性彈性體10-20份，抗氧化劑0.3-0.8份，多孔納米TiO21-5份，改性劑0.2-0.6份，引發(fā)劑0.1-0.3份，偶聯(lián)劑0.3-0.7份，潤滑劑0.5-1份。
進一步，熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯類(SIS)或氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)。
進一步，抗氧化劑為中的茶多酚、硫代雙酚、對苯二胺、亞磷酸脂中的一種或兩種以上。
進一步，潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸甘油酯和硬脂酸鋅中的一種或兩種以上。
進一步，改性劑為羥乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥丙酯和甲基丙烯酸羥癸酯中的一種或兩種以上。
進一步，引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰和過氧化二異丙苯中的一種或兩種以上。
進一步，偶聯(lián)劑為偶氮二異丁腈。
一種抗蠕變性增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：
一，多孔納米球狀TiO2的制備：取100ml鈦酸丁酯和20ml乙酸均勻分散于50ml乙醇、異丙醇和二甲苯的混合溶液中，室溫下磁力攪拌5-10min；在攪拌過程中緩慢滴加含5ml去離子水、5ml乙酸和5ml乙醇的混合溶液，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2-4h，反應(yīng)結(jié)束后在室溫下條件下陳化24h得TiO2凝膠；將陳化的凝膠在100-120℃下干燥12h，得干燥凝膠，經(jīng)研磨成粉末后置于管式爐中650℃下煅燒2h，得多孔納米球狀TiO2；鈦酸丁酯、乙酸、乙醇、異丙醇、二甲苯、乙酸和乙醇所述溶劑濃度均為分析純；
二，改性多孔納米TiO2的制備：將重量份為1-5份的多孔納米TiO2與重量份為0.2-0.6份的改性劑在室溫條件下進行混合均勻；
三，預(yù)混熱塑性彈性體制備：將重量份為10-20份的熱塑性彈性體與重量份為0.3-0.7份的偶聯(lián)劑混合均勻；
四，混合：將重量份為70-80份的PP，預(yù)混熱塑性彈性體，改性多孔納米TiO2，重量份為0.1-0.3份的引發(fā)劑，重量份為0.3-0.8份的抗氧化劑，重量份為0.5-1份的潤滑劑混合均勻；
五，造粒：將步驟四中的混合料加入雙螺桿擠出機中，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒。
進一步，步驟五中，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min。
采用上述方案后，本發(fā)明通過添加彈性體均勻包裹的多孔TiO2粒子與PP混合進行改性得到改性的高分子材料，該改性PP具有較優(yōu)異的抗蠕變性能。本發(fā)明改性的PP塑料具有良好的綜合性能，具有良好力學(xué)性能，改變了PP塑料耐低溫沖擊性差，較易老化缺點，同時彎曲性能和拉伸性能提升，可用于承壓件，如凈水器本體、輸配水管道、家電外殼、汽車儀表板、儲物箱和門板等。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例一耐UV老化測試對比圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做詳細描述。
實施例一
一種抗蠕變性增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP75份，SBS10份，茶多酚0.4份，多孔納米TiO22份，羥乙基甲基丙烯酸酯0.2份，過氧化十二酰0.1份，偶氮二異丁腈0.4份，硬脂酸鈣0.5份。
所述抗蠕變性增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：
一，多孔納米球狀TiO2的制備：取100ml鈦酸丁酯和20ml乙酸均勻分散于50ml乙醇、異丙醇和二甲苯的混合溶液中，室溫下磁力攪拌5-10min；在攪拌過程中緩慢滴加含5ml去離子水、5ml乙酸和5ml乙醇的混合溶液，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2-4h，反應(yīng)結(jié)束后在室溫下條件下陳化24h得TiO2凝膠；將陳化的凝膠在100-120℃下干燥12h，得干燥凝膠，經(jīng)研磨成粉末后置于管式爐中650℃下煅燒2h，得多孔納米球狀TiO2。
二，改性多孔納米TiO2的制備：將重量份為2份的多孔納米TiO2與重量份為0.2份的羥乙基甲基丙烯酸酯改性劑在室溫條件下進行混合均勻。
三，預(yù)混熱塑性彈性體制備：將重量份為10份的SBS與重量份為0.4份的偶氮二異丁腈混合均勻。
四，混合：將重量份為75份的PP，預(yù)混熱塑性彈性體，改性多孔納米TiO2，重量份為0.1的過氧化十二酰，重量份為0.4份的茶多酚，重量份為0.5份的硬脂酸鈣混合均勻。
五，造粒：將步驟四中的混合料加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒。
雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度200℃，第四區(qū)溫度210℃，第五區(qū)溫度220℃，第六區(qū)溫度230℃，基礎(chǔ)機頭溫度215℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。
實施例二
一種抗蠕變性增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP70份，SEBS15份，亞磷酸脂0.6份，多孔納米TiO24份，甲基丙烯酸羥丙酯0.5份，過氧化二苯甲酰0.2份，偶氮二異丁腈0.4份，硬脂酸甘油酯0.8份。
所述抗蠕變性增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：
一，多孔納米球狀TiO2的制備：取100ml鈦酸丁酯和20ml乙酸均勻分散于50ml乙醇、異丙醇和二甲苯的混合溶液中，室溫下磁力攪拌5-10min；在攪拌過程中緩慢滴加含5ml去離子水、5ml乙酸和5ml乙醇的混合溶液，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2-4h，反應(yīng)結(jié)束后在室溫下條件下陳化24h得TiO2凝膠；將陳化的凝膠在100-120℃下干燥12h，得干燥凝膠，經(jīng)研磨成粉末后置于管式爐中650℃下煅燒2h，得多孔納米球狀TiO2。
二，改性多孔納米TiO2的制備：將重量份為4份的多孔納米TiO2與重量份為0.5份的甲基丙烯酸羥丙酯改性劑在室溫條件下進行混合均勻。
三，預(yù)混熱塑性彈性體制備：將重量份為15份的SEBS與重量份為0.4份的偶氮二異丁腈混合均勻。
四，混合：將重量份為70份的PP，預(yù)混熱塑性彈性體，改性多孔納米TiO2，重量份為0.2份的過氧化二苯甲酰，重量份為0.6份的亞磷酸脂，重量份為0.8份的硬脂酸甘油酯混合均勻。
五，造粒：將步驟四中的混合料加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒。
雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度200℃，第四區(qū)溫度210℃，第五區(qū)溫度220℃，第六區(qū)溫度230℃，基礎(chǔ)機頭溫度215℃，螺桿轉(zhuǎn)速為320r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。
實施例三
一種抗蠕變性增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP75份，SBS10份，亞磷酸脂0.4份，多孔納米TiO22份，羥甲基丙烯酸羥癸酯0.2份，過氧化十二酰0.1份，偶氮二異丁腈0.4份，硬脂酸鈣0.5份。
所述抗蠕變性增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：
一，多孔納米球狀TiO2的制備：取100ml鈦酸丁酯和20ml乙酸均勻分散于50ml乙醇、異丙醇和二甲苯的混合溶液中，室溫下磁力攪拌5-10min；在攪拌過程中緩慢滴加含5ml去離子水、5ml乙酸和5ml乙醇的混合溶液，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2-4h，反應(yīng)結(jié)束后在室溫下條件下陳化24h得TiO2凝膠；將陳化的凝膠在100-120℃下干燥12h，得干燥凝膠，經(jīng)研磨成粉末后置于管式爐中650℃下煅燒2h，得多孔納米球狀TiO2。
二，改性多孔納米TiO2的制備：將重量份為2份的多孔納米TiO2與重量份為0.2份的羥甲基丙烯酸羥癸酯在室溫條件下進行混合均勻。
三，預(yù)混熱塑性彈性體制備：將重量份為10份的SBS與重量份為0.4份的偶氮二異丁腈混合均勻。
四，混合：將重量份為75份的PP，預(yù)混熱塑性彈性體，改性多孔納米TiO2，重量份為0.1份的過氧化十二酰，重量份為0.4份的亞磷酸脂，重量份為0.5份的硬脂酸鈣混合均勻。
五，造粒：將步驟四中的混合料加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒。
雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度200℃，第四區(qū)溫度210℃，第五區(qū)溫度220℃，第六區(qū)溫度230℃，基礎(chǔ)機頭溫度215℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。
實施例四
一種抗蠕變性增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP80份，SIS20份，茶多酚0.6份，多孔納米TiO25份，羥乙基甲基丙烯酸酯0.6份，過氧化十二酰0.3份，偶氮二異丁腈0.4份，硬脂酸甘油酯1份。
所述抗蠕變性增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：
一，多孔納米球狀TiO2的制備：取100ml鈦酸丁酯和20ml乙酸均勻分散于50ml乙醇、異丙醇和二甲苯的混合溶液中，室溫下磁力攪拌5-10min；在攪拌過程中緩慢滴加含5ml去離子水、5ml乙酸和5ml乙醇的混合溶液，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2-4h，反應(yīng)結(jié)束后在室溫下條件下陳化24h得TiO2凝膠；將陳化的凝膠在100-120℃下干燥12h，得干燥凝膠，經(jīng)研磨成粉末后置于管式爐中650℃下煅燒2h，得多孔納米球狀TiO2。
二，改性多孔納米TiO2的制備：將重量份為5份的多孔納米TiO2與重量份為0.6份的羥乙基甲基丙烯酸酯在室溫條件下進行混合均勻。
三，預(yù)混熱塑性彈性體制備：將重量份為20份的SIS與重量份為0.4份的偶氮二異丁腈混合均勻。
四，混合：將重量份為80份的PP，預(yù)混熱塑性彈性體SIS，改性多孔納米TiO2，重量份為0.3份的過氧化十二酰，重量份為0.6份的茶多酚，重量份為1份的硬脂酸甘油酯混合均勻。
五，造粒：將步驟四中的混合料加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒。
雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度200℃，第四區(qū)溫度210℃，第五區(qū)溫度220℃，第六區(qū)溫度230℃，基礎(chǔ)機頭溫度215℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。
實施例一至實施例四所得的改性PP材料經(jīng)注塑機注塑成標(biāo)準力學(xué)性能樣條，性能測試依照GB/T標(biāo)準，測試結(jié)果見下表：
實施例一和實施例二所得的改性PP材料與市場某品牌改性PP料經(jīng)注塑機注塑成標(biāo)準力學(xué)性能樣條，性能測試依照GB/T標(biāo)準，測試對比結(jié)果見下表：
實施例一的耐UV老化測試對比如圖1所示，本發(fā)明的改性PP的抗沖擊強度明顯增強。本發(fā)明通過合成得到多孔狀的二氧化鈦，然后使含活性基團和不飽和鍵單體的樹脂進入多孔結(jié)構(gòu)的無機粒子中，再與彈性體混合，然后通過引發(fā)劑交聯(lián)最終得到均勻支撐結(jié)構(gòu)的改性PP，即得到抗蠕變性增強的改性PP。