專利名稱：聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚丙烯生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言涉及聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定方法。
背景技術(shù)：
熔融指數(shù)即熔體流動(dòng)速率，是指使用專用的測定儀器，在一定的溫度和壓力負(fù)荷下，熔融體在十分鐘內(nèi)通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模口的量。熔融指數(shù)與聚合物的平均分子量直接相關(guān)， 分子量越大熔融指數(shù)越小，反之，分子量越小熔融指數(shù)越大。熔融指數(shù)一般作為劃分高分子聚合物牌號(hào)的第一項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，也是決定高分子聚合物具體用途的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此，準(zhǔn)確地測定熔融指數(shù)對(duì)判定的實(shí)物質(zhì)量和實(shí)際用途具有十分重要的意義。長期以來，聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定一直是一個(gè)很復(fù)雜的問題，最大的問題是聚丙烯粉料在高溫條件下很不穩(wěn)定，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致的后果就是熔融指數(shù)的測定結(jié)果平行性很差，因此在測定熔體的熔融指數(shù)時(shí)向樣品中加入適當(dāng)?shù)目寡趸瘎?，?duì)樣品進(jìn)行穩(wěn)定化處理，以確保樣品在測定過程中不會(huì)被氧化降解，才可以測定聚丙烯粉料樣品的熔融指數(shù)。但是，在多數(shù)聚丙烯粉料熔融指數(shù)測定試驗(yàn)中采取直接加入添加劑，手動(dòng)搖勻過程中存在由于搖瓶角度不同，搖瓶力度不同，混勻時(shí)間不同，操作人員技術(shù)手法不同等原因而使添加劑與測試粉料未能充分混勻，從而造成熔融指數(shù)測定結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。聚丙烯粉料熔融指數(shù)是指導(dǎo)工藝生產(chǎn)最重要的指標(biāo)，因此尋找一種測定方法既能滿足工業(yè)化生產(chǎn)中聚丙烯測定的簡便、準(zhǔn)確的需要，又能解決聚丙烯粉料在高溫下易氧化導(dǎo)致測定結(jié)果不準(zhǔn)確，以及添加劑和聚丙烯粉料的混合不均勻的問題勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種測定聚丙烯粉料熔融指數(shù)的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中聚丙烯粉料在高溫下易氧化，抗氧化劑與粉料混合不均勻，使測定結(jié)果有偏差的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定方法，包括以下步驟1)將添加劑和聚丙烯粉料按比例溶解在溶劑中，形成混合物A ;
2)攪拌混合物A，使溶劑揮發(fā)，形成混合物B ;3)將混合物B干燥，形成待測樣品；4)以及利用熔指儀對(duì)待測樣品進(jìn)行測定。進(jìn)一步地，上述步驟I)包括將添加劑加入溶劑中，進(jìn)行第一次攪拌，至添加劑完全溶解，形成混合物C ;將聚丙烯粉料加入到混合物C中，進(jìn)行第二次攪拌，形成混合物A。進(jìn)一步地，上述第二次攪拌包括a.沿順時(shí)針方向攪拌20 40秒；b.沿逆時(shí)針方向攪拌20 40秒；以及c.重復(fù)步驟a和步驟b20 40次。進(jìn)一步地,上述步驟3)進(jìn)一步包括將上述混合物B在120 130°C,真空條件下干燥10 20分鐘。進(jìn)一步地，上述混合物C中添加劑的濃度為每升溶劑含17. 5 25克添加劑。進(jìn)一步地，上述溶劑為無水乙醇、異丙醇、甲醇、丙酮。進(jìn)一步地，上述混合物A中添加劑和聚丙烯粉料的質(zhì)量比例為添加劑聚丙烯粉料=2. 5 3. 5 150 250。進(jìn)一步地，上述添加劑包含主抗氧化劑、助抗氧化劑以及穩(wěn)定劑。進(jìn)一步地，上述主抗氧化劑為三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯，助抗氧化劑為1， 3, 5-二甲基-2,4,6-二(3,5- _■叔丁基_4-輕基節(jié)基)苯，穩(wěn)定劑為氧化鋒。進(jìn)一步地，上述添加劑中各組分的摩爾比例為三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯1，3，5_三甲基-2，4，6-三(3，5_ 二叔丁基-4-羥基芐基)苯氧化鋅=I. 5
2.5 I 3 O. 5 I. 5。本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果為本發(fā)明的技術(shù)方案充分發(fā)揮抗氧化劑的作用使聚丙烯粉料不被氧化，混合過程操作簡便，在用熔指儀進(jìn)行測試時(shí)，數(shù)據(jù)的重復(fù)性和平行性較好。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，但如下實(shí)施例僅是用以理解本發(fā)明，而不能限制本發(fā)明，本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。在本發(fā)明的一種典型的實(shí)施方式中，聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定方法，包括以下步驟1)將添加劑和聚丙烯粉料按比例溶解在溶劑中，形成混合物A ;2)攪拌上述混合物 A，使溶劑揮發(fā)，形成混合物B ;3)將上述混合物B干燥，形成待測樣品；4)利用熔指儀對(duì)待測樣品進(jìn)行測定。本發(fā)明通過采用溶劑溶解添加劑和聚丙烯粉料，使二者在液體環(huán)境分散更均勻； 并通過攪拌，使添加劑和聚丙烯粉料的接觸更充分，提升混合效果；同時(shí)，攪拌促使溶劑加速揮發(fā)，從而得到包括添加劑和聚丙烯粉料的混合物B，混合物B中添加劑和聚丙烯粉料相較于現(xiàn)有技術(shù)混合更為均勻，此時(shí)利用熔指儀對(duì)該聚丙烯粉料熔融指數(shù)進(jìn)行測試，能夠得到更為準(zhǔn)確的測定結(jié)果。優(yōu)選地，在上述聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定方法中，步驟I)進(jìn)一步包括，將添加劑加入溶劑中，進(jìn)行第一次攪拌，至添加劑完全溶解，形成混合物C ;將聚丙烯粉料加入到上述混合物C中，進(jìn)行第二次攪拌，形成上述混合物A。在這種方式中，將添加劑和聚丙烯粉料按順序，先后加入到溶劑中，以提升添加劑和聚丙烯粉料在溶劑中的擴(kuò)散面積，進(jìn)而使得添加劑和聚丙烯粉料混合更為均勻。具體而言，先將添加劑加入到溶劑中，通過攪拌使添加劑在溶劑中分散均勻，形成的混合物C ;然后，向混合物C中加入聚丙烯粉料，此時(shí)，混合物 C為液態(tài)物質(zhì)，其中添加劑已經(jīng)呈液態(tài)均勻分散在溶劑中，相當(dāng)于是將聚丙烯粉料投入到液態(tài)物質(zhì)中，并通過攪拌使其均勻分散在該液態(tài)物質(zhì)中。這種方式，增加了添加劑與聚丙烯粉料的接觸面積，避免了局部添加劑聚集導(dǎo)致聚丙烯粉料和添加劑混合不均勻的問題的出現(xiàn)。本發(fā)明在第二次攪拌時(shí)，具體方法為a.沿順時(shí)針方向攪拌20 40秒；b.沿逆時(shí)針方向攪拌20 40秒；以及c.重復(fù)所述步驟a和所述步驟b20 40次。通過不同方向反復(fù)攪拌不僅有利于添加劑和粉料的混合，而且加速了溶劑的揮發(fā)，縮短聚丙烯粉料在空氣中暴露的時(shí)間，避免在混合過程中粉料被氧化。
本發(fā)明將上述混合物B干燥的條件為100 150°C，真空條件下烘干10 30分鐘。將混合物B置于真空環(huán)境中干燥既避免了樣品在干燥過程中的高溫下被氧化，又可以加快混合物B中水分以及添加劑的揮發(fā)，使用盡量短的干燥時(shí)間達(dá)到儀器對(duì)待測樣品濕度的要求。優(yōu)選地，干燥溫度為120 130°C，真空條件下干燥10 20分鐘。本發(fā)明中混合物C中添加劑的濃度為每升溶劑含17. 5 25克添加劑?？刂苹旌衔顲中添加劑的濃度在此范圍，既確保了溶劑在揮發(fā)前添加劑和聚丙烯粉料充分混合，又不會(huì)因?yàn)槿軇┻^多造成不必要的浪費(fèi)、攪拌混合以及烘干時(shí)間的延長。本發(fā)明所使用的有機(jī)溶劑包括但不限于無水乙醇、異丙醇、戊醇、甲醇、丙酮，其中優(yōu)選使用無水乙醇，異丙醇，甲醇，丙酮。這是因?yàn)樗褂玫挠袡C(jī)溶劑是可以溶解添加劑而且并不與添加劑反應(yīng)的易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，可溶解添加劑的有機(jī)溶劑保證了添加劑在溶劑中均勻分散，有機(jī)溶劑和添加劑的化學(xué)惰性不會(huì)破壞添加劑原有的性能，而且有機(jī)溶劑的易揮發(fā)性使得混合操作步驟簡單又不會(huì)在待測樣品中殘留對(duì)測定結(jié)果或是儀器產(chǎn)生影響。 綜合考慮技術(shù)效果、溶劑成本以及毒性大小的因素，進(jìn)一步優(yōu)選無水乙醇、異丙醇為本發(fā)明的溶劑。本發(fā)明選擇添加劑和聚丙烯粉料的質(zhì)量比例為添加劑聚丙烯粉料=2. 5
3.5 150 250，在此范圍內(nèi)使聚丙烯物料的性能不受添加劑的影響又能保持較高的抗氧化性能和穩(wěn)定性，不會(huì)因?yàn)樘砑觿?，例如三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的添加量過多而使聚丙烯物料發(fā)黃，也不會(huì)因?yàn)樘砑恿刻偈咕郾┪锪洗嘈栽龈哂绊憴z測結(jié)果。綜合考慮實(shí)際操作條件、測試成本和添加劑對(duì)聚丙烯粉料性能的影響，添加劑和聚丙烯粉料的質(zhì)量比例進(jìn)一步優(yōu)選為添加劑聚丙烯粉料=3 200。本發(fā)明的添加劑包括主抗氧化劑、助抗氧化劑以及穩(wěn)定劑。其中可用于本發(fā)明的抗氧化劑包括但不限于丁基羥基茴香醚、三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯、特丁基對(duì)苯二酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基)苯，其中主抗氧化劑優(yōu)選使用三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯，助抗氧化劑優(yōu)選使用 1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯，可用于本發(fā)明的穩(wěn)定劑但不限于鉛鹽、混合金屬鹽、有機(jī)錫、氧化鋅，其中優(yōu)選使用氧化鋅。在本發(fā)明中采用上述主抗氧化劑、助抗氧化劑和穩(wěn)定劑，主抗氧劑可以捕獲氧化降解中產(chǎn)生的活潑自由基，從而中斷鏈?zhǔn)浇到夥磻?yīng)，達(dá)到抗氧化目的。輔助抗氧劑可以將氧化降解的中間產(chǎn)物分解為非自由基產(chǎn)物。穩(wěn)定劑具有能阻止塑料因受熱所發(fā)生降解作用通常，主、輔抗氧劑和及穩(wěn)定劑并用，通過相互的協(xié)同效應(yīng)達(dá)到最佳的抗氧化效果。更具體的，本發(fā)明的添加劑中各組分的摩爾比例為三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯1，3，5_三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯氧化鋅=I. 5
2.5 I 3 0.5 I. 5，添加劑各組分比例進(jìn)一步優(yōu)選為三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯1，3，5_三甲基-2，4，6-三(3，5_二叔丁基-4-羥基芐基)苯氧化鋅=2 : 2 : I。 根據(jù)工藝生產(chǎn)選擇適合本工藝生產(chǎn)的添加劑的比例。以下將結(jié)合實(shí)施例1-6和對(duì)比例I進(jìn)一步說明本發(fā)明聚丙烯粉料熔融指數(shù)測定方法的有益效果。在本發(fā)明實(shí)施例以及對(duì)比例中采用的儀器為CEAST 21844選用的測試標(biāo)準(zhǔn)為IS0Bp，具體參數(shù)設(shè)置為試驗(yàn)溫度230 °C，口模內(nèi)徑
52. 095mm, 口模高度8. OOmm,預(yù)熱時(shí)間240s,開始高度50. OOmm,測量高度30. OOmm,測量數(shù)量8，負(fù)荷重量2. 16kg。對(duì)比例I按照傳統(tǒng)的處理方法對(duì)聚丙烯粉料進(jìn)行前處理分別取I. 200克三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、I. 200克1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯以及0. 0600克氧化鋅于表面皿中，用攪拌棒攪拌3分鐘后，向其中加入20g牌號(hào)為L5E89 的聚丙烯粉料繼續(xù)攪拌5分鐘，然后將該混合物置入真空干燥箱，在125°C下真空狀態(tài)下干燥15分鐘。所得樣品為對(duì)比樣品I。按照熔指儀操作規(guī)程依次進(jìn)行開機(jī)前檢查，開機(jī)，儀器自檢，設(shè)定測試標(biāo)準(zhǔn)，儀器自動(dòng)程序升溫至設(shè)定溫度，待溫度穩(wěn)定后按儀器提示及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行加樣，樣品加完且壓實(shí)后插入帶有旗標(biāo)的活塞桿，此時(shí)應(yīng)保證活塞桿上的刻度線高于儀器的絕熱臺(tái)面，將位移傳感器與砝碼架放于工作位置，按下“START”鍵開始實(shí)驗(yàn)，測量完畢，儀器自動(dòng)顯示結(jié)果。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例I將聚丙烯粉料進(jìn)行前處理分別取I. 200克三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、 I. 200克1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、0. 0600克氧化鋅以及20g牌號(hào)為L5E89的聚丙烯粉料于盛有15ml乙醇的表面皿中，沿順時(shí)針方向攪拌30秒， 然后沿逆時(shí)針方向攪拌30秒，重復(fù)上述操作30次后將該混合物置入真空干燥箱，在125°C 下真空狀態(tài)下干燥15分鐘。所得樣品為樣品I。熔指儀操作重復(fù)對(duì)比例I的操作。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例2將聚丙烯粉料進(jìn)行前處理分別取0. 1200克三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、 0. 1200克1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯以及0. 0600克氧化鋅于表面皿中的10毫升的乙醇中，用攪拌棒攪拌60秒后得到添加劑和乙醇混合的溶液，向其中加入20g牌號(hào)為L5E89的聚丙烯粉料，沿順時(shí)針方向攪拌30秒，然后沿逆時(shí)針方向攪拌30秒，重復(fù)上述操作25次后將該混合物置入真空干燥箱，在125°C下真空狀態(tài)下干燥15 分鐘。所得樣品為樣品2。熔指儀操作重復(fù)對(duì)比例I的操作。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例3將聚丙烯粉料進(jìn)行前處理分別取0. 1200克三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、 0. 1200克1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯以及0. 0600克氧化鋅于表面皿中的10毫升的異丙醇中，用攪拌棒攪拌40秒后得到添加劑和異丙醇混合的溶液，向其中加入15g牌號(hào)為L5E89的聚丙烯粉料，沿順時(shí)針方向攪拌20秒，然后沿逆時(shí)針方向攪拌20秒，重復(fù)上述操作40次后將該混合物置入真空干燥箱，在125°C下真空狀態(tài)下干燥15分鐘。所得樣品為樣品3。熔指儀操作重復(fù)對(duì)比例I的操作。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例4將聚丙烯粉料進(jìn)行前處理分別取0. 1250克三[2. 4_ 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、 0. 0833克1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯以及0. 0417克氧化鋅于表面皿中的15毫升的乙醇中，用攪拌棒攪拌40秒后得到添加劑和乙醇混合的溶液，向其中加入15g牌號(hào)為L5E89的聚丙烯粉料，沿順時(shí)針方向攪拌40秒，然后沿逆時(shí)針方向攪拌40秒，重復(fù)上述操作20次后將該混合物置入真空干燥箱，在120°C下真空狀態(tài)下干燥20 分鐘。所得樣品為樣品4。熔指儀操作重復(fù)對(duì)比例I的操作。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例5將聚丙烯粉料進(jìn)行前處理分別取0. 1200克三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、 0. 1200克1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯以及0. 0600克氧化鋅于表面皿中的10毫升的乙醇中，用攪拌棒攪拌60秒后得到添加劑和乙醇混合的溶液，向其中加入20g牌號(hào)為L5E89的聚丙烯粉料，一個(gè)方向攪拌5分鐘后將該混合物置入真空干燥箱，在125°C下真空狀態(tài)下干燥20分鐘。所得樣品為樣品5。熔指儀操作重復(fù)對(duì)比例I的操作。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例6將聚丙烯粉料進(jìn)行前處理分別取0. 1250克三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、 0. 1500克1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯以及0. 0750克氧化鋅于表面皿中的20毫升的乙醇中，用攪拌棒攪拌90秒后得到均勻溶液，向其中加入25g牌號(hào)為L5E89的聚丙烯粉料沿順時(shí)針方向攪拌40秒，然后沿逆時(shí)針方向攪拌40秒，重復(fù)上述操作30次后將該混合物置入真空干燥箱，在130°C下真空狀態(tài)下干燥10分鐘。所得樣品為樣品6。熔指儀操作重復(fù)對(duì)比例I的操作。測試結(jié)果見表I。對(duì)比例I以及實(shí)施例1-6的測試結(jié)果見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定方法，其特征在于，包括以下步驟1)將添加劑和聚丙烯粉料按比例溶解在溶劑中，形成混合物A;2)攪拌所述混合物A，使所述溶劑揮發(fā)，形成混合物B；3)將所述混合物B干燥，形成待測樣品；以及4)利用熔指儀對(duì)所述待測樣品進(jìn)行測定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測定方法，其特征在于，所述步驟I)進(jìn)一步包括將所述添加劑加入所述溶劑中，進(jìn)行第一次攪拌，至所述添加劑完全溶解，形成混合物C ；將所述聚丙烯粉料加入到所述混合物C中，進(jìn)行第二次攪拌，形成所述混合物A。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測定方法，其特征在于，所述第二次攪拌進(jìn)一步包括a.沿順時(shí)針方向攪拌20 40秒；b.沿逆時(shí)針方向攪拌20 40秒；以及c.重復(fù)所述步驟a和所述步驟b20 40次，使所述溶劑揮發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測定方法，其特征在于，所述步驟3)進(jìn)一步包括將所述混合物B在120 130°C，真空條件下干燥10 20分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測定方法，其特征在于，所述混合物C中所述添加劑的濃度為每升所述溶劑含17. 5 25克所述添加劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測定方法，其特征在于，所述溶劑為無水乙醇，異丙醇，甲醇， 丙酮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的測定方法，其特征在于，所述混合物A中添加劑和聚丙烯粉料的質(zhì)量比例為添加劑聚丙烯粉料=2. 5 3. 5 150 250。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測定方法，其特征在于，所述添加劑包括主抗氧化劑、助抗氧化劑以及穩(wěn)定劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測定方法，其特征在于，所述主抗氧化劑為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯，所述助抗氧化劑為I，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯，所述穩(wěn)定劑為氧化鋅。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測定方法，其特征在于，所述添加劑中各組分的摩爾比例為二 [2.4- _■叔丁基苯基]亞憐酸酷I，3, 5-二甲基-2,4,6-二(3,5- _■叔丁基_4-輕基芐基)苯氧化鋅=I. 5 2. 5 I 3 O. 5 I. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚丙烯粉料熔融指數(shù)的測定方法，包括以下步驟將添加劑和聚丙烯粉料按比例溶解在溶劑中，形成混合物A；攪拌所述混合物A，使所述溶劑揮發(fā)，形成混合物B；將所述混合物B干燥，形成待測樣品；以及利用熔指儀對(duì)所述待測樣品進(jìn)行測定。本發(fā)明的技術(shù)方案充分發(fā)揮抗氧化劑的作用使聚丙烯粉料不被氧化，混合過程操作簡便，在用熔指儀進(jìn)行測試時(shí)，數(shù)據(jù)的重復(fù)性和平行性較好。
文檔編號(hào)G01N1/38GK102590034SQ20121001689
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者劉文星, 徐穎, 田玉潔, 魏喜云 申請(qǐng)人:中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司, 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司