[发明专利]过氧化物原位降解聚丙烯制备高流动性炭黑母粒的方法

说明书

本发明公开了一种过氧化物原位降解聚丙烯制备高流动性炭黑母粒的方法，制备的高流动性色母粒中炭黑质量含量高达50～60％时仍然具有较高熔体流动速率，易于在低粘度的聚丙烯熔体中分散，特别适合聚丙烯熔喷布、纤维等特殊产品的生产需要。该方法包括以下步骤：在高速混合机中将配方原料中的聚丙烯树脂与有机过氧化物混合均匀；将聚丙烯树脂与有机过氧化物混合物、高结构度炭黑连续不断地直接投入到双转子连续混炼机中进行共混；选择具有高长径比的单螺杆挤出机，先将高流动性PP/炭黑混合物料和抗氧剂在单螺杆挤出机料斗中加入；再在单螺杆挤出机的中段加入液体石蜡油和液体乙丙橡胶的混合液进一步混合均匀；最后造粒得到高流动性炭黑母粒。

技术领域

本发明涉及一种炭黑母粒及其制备方法，更具体地说涉及一种过氧化物原位降解聚丙烯 制备高流动性炭黑母粒的方法。

背景技术

防护口罩中又以三层无纺布结构的“平板口罩”最为常见，这种口罩的核心技术部件是 中间的芯层-过滤层，它是一种特殊结构的熔喷布。这种熔喷布主要以高熔体流动速率(MFR) 的聚丙烯为主要原料，制备纤维直径可以达到1～5μm的非织造布，这种特殊结构的非织造 布具有空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好的特点，同时还具有独特毛细结构的超细纤维增加 单位面积纤维的数量和表面积，从而使其具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性。这 种特殊结构的熔喷布可用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材 料、吸油材料及擦拭布等领域。

为了制造口罩过滤层的纤维直径可以控制在10μm以下熔喷布，常常使用载荷2160g、 温度230℃条件下熔体质量流动速率高达1500～2000g/10min的聚丙烯原料，对于制备不需 要着色的本色口罩过滤层熔喷布，相关专用树脂和熔喷布的技术已经相对成熟。例如①公开 号CN 103571039B的发明专利“高熔指聚丙烯组合物及其制备方法”中介绍了由质量比例 为：聚丙烯100份，过氧化物母料13-21份，成核剂母料1.0-2.0份组成的混合物，在双螺杆 挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～220℃下共混挤出，产物经冷却、造粒， 得到高熔指、高性能的聚丙烯树脂。所述聚丙烯熔融指数为0.2-4g/10min，所述过氧化物母 料由聚丙烯粉料98-99份和过氧化物1.0-2.0份组成，所述过氧化物为叔丁基过氧化物或2,5- 二甲基-2,5-(二叔丁基过氧)己烷，所述成核剂母料由聚丙烯粉料90份、成核剂10份、主抗氧 剂0.1份、辅助抗氧剂0.1份、稳定剂0.1份组成，所述成核剂为TMP-5或NAP-71刚性成核 剂，所述主抗氧剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4-羟基苯基-3,5-二 叔丁基)丙酸正十八碳醇酯，所述辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等，制备的聚丙 烯在载荷2160g、温度230℃条件下熔体流动速率最高达113g/10min。②公开号CN 111849075A的发明专利“一种高熔指聚丙烯及其制备工艺”中一定质量比例配方：73.3～88.58 份等规聚丙烯、0.8～2份增塑剂、0.15～3份有机过氧化物、0.05～0.3份芥酸酰胺、10～20 份聚乙烯蜡、0.3～0.5份阻聚剂、0.1～0.8份抗氧剂、0.001～0.005份硬脂酸盐-二元酸复合物， 提供了一种制备在载荷2160g、温度230℃条件下熔体流动速率约75g/10min的高流动性聚 丙烯树脂的方法。③公开号CN 111518336A的发明专利“一种可控流变聚丙烯材料及其制备 方法和应用”中公开了采用以一定质量配比的过氧化物母粒1-10份，加工助剂0-1份，均聚 聚丙烯90-99份制备高流动性聚丙烯的方法。其中过氧化物母粒包括包括以下重量份的组分： 均聚聚丙烯粉90-99份，引发剂1-10份，加工助剂0-1份。本发明通过两步法一方面解决了 过氧化物在基体树脂中的分散，另一方面解决了过氧化物的低温稳定加工和聚丙烯熔体温度 之间的矛盾。同时通过两步法解决了过氧化物反应完全的问题，制备在载荷2160g、温度230℃ 条件下熔体流动速率高达1085～1755g/10min的超高高流动性聚丙烯树脂的方法。上述配方 和工艺制备的可控流变聚丙烯塑胶粒子具有流变可控、分子量分布窄、气味低，在保暖材料、 医用卫生材料、过滤材料、汽车吸音材料领域具有多样化的应用前景。