[發明專利]一種聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202211492864.0
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN115710400A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 趙弘韜;田波;張楠;李金鳳;李志剛;孫元杰;張建偉;李拓
• 申請（專利權）人: 黑龍江省原子能研究院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L13/02;C08L97/00;C08K3/04;C08J3/28;C08F255/02;C08F220/56;C08F222/14;C08F279/02;C08F289/00;C08F2/46
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 陳雪梅

一種聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料及其制備方法，本發明涉及聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料及其制備方法領域。本發明是解決聚丙烯熔噴材料存在聚丙烯熔體強度低、各組分間易團聚難以分散、靜電吸附能力差、抗氧化性能差等技術問題。本發明組分包括預輻照聚丙烯、預輻照羧基丁腈橡膠乳液、木質素、鱗片石墨、單體助劑、單體助劑和熱穩定劑，采用熔融共混和γ?射線輻照制成。本發明制備的聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料在低黏度下具有長鏈支化行為，熔融指數達到1500cm³/10min，氧化誘導時間達到99min。其它綜合性能優異。本發明用于制備改性聚丙烯領域。

技術領域

本發明涉及聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料及其制備方法領域。

背景技術

聚丙烯是目前國內外應用最廣泛，產量增長最快的合成樹脂之一，與其他熱塑性樹脂相比，具有流動性好、氣味小、雜質含量低等特點，可以滿足熔噴紡絲工藝制備高性能聚丙烯無紡布的要求，具有紡絲溫度低、斷絲少、纖維強度高、加工能耗低等優點，廣泛應用于現有醫用防護用品之中，例如口罩、防護服和無紡布等。用于生產熔噴布的聚丙烯主要指的是高熔指聚丙烯。

近年來，高熔指聚丙烯的需求受多重利好因素的影響，被市場看好，生產企業也在積極的研發拓展聚丙烯纖維市場。數據統計，2019年國內聚丙烯纖維料產量約170萬噸左右，同比2018年增長7.5％。其中高熔指PP纖維料95萬噸，同比增長了15.8％；中熔指聚丙烯纖維料77萬噸，相比基本持平。

目前聚丙烯熔噴料的制備主要選用市場上熔指相對較高的牌號如，PP225(40g/10min)、PPZ30S(25g/10min)、PP-H561S(35g/10min)和PP-HOXP817(25g/10min)等，通過添加過氧化物如，過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯等作為引發劑，添加二叔丁基過氧化物為降解劑，使聚丙烯的熔融指數達到1500g/10min，以滿足熔噴要求。添加過氧化物和降解劑能夠有效提高聚丙烯的熔融指數，但是制備的聚丙烯熔噴布韌性差、氣味增加和靜電吸附能力下降快的問題是聚丙烯熔噴企業面臨的技術瓶頸。產生上述問題的主要原因是，一方面過氧化物和降解劑引入到聚丙烯熔體中存在界面使兩者相容性差、長時間會發生小分子遷移及引發劑和降解劑殘留，使聚丙烯變色和產生氣味；另一方面降解劑殘留會產生后效應，使聚丙烯熔噴布在存放的時候繼續反應致聚丙烯進一步降解，使聚丙烯熔噴布力學性能劣化。因此，解決聚丙烯制備中過氧化物和降解劑殘留而產生的相容性差、變色和氣味以及產生后效性使聚丙烯持續降解而引起的綜合性能變差等關鍵技術，有著十分重要的理論研究意義和實際應用價值。

發明內容

本發明是解決聚丙烯熔噴材料存在聚丙烯熔體強度低、各組分間易團聚難以分散、靜電吸附能力差、抗氧化性能差等技術問題，而提供一種聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料及其制備方法。

本發明將預輻照聚丙烯粉末、預輻照羧基丁腈橡膠乳液、木質素、鱗片石墨、單體助劑先用高速攪拌機混合均勻，然后用密煉機混合，在一定的溫度下、一定剪切速率下、一定時間內進行捏合、熔融擠出制備聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料。利用γ-射線輻照聚丙烯/羧基丁腈橡膠/木質素/鱗片石墨復合材料至熔噴級。過程中利用預輻照產生的活性中心引發而無需外加過氧化物引發劑和降解劑，故不存在引發劑與降解劑分散和殘留問題，同時解決氣味與降解劑后效應引發分子量進一步降低的問題；又因單體助劑即可強化聚丙烯分別與羧基丁腈橡膠、木質素和鱗片石墨的界面結合，同時具有增容作用，亦可修復斷裂的聚丙烯主鏈有利于羧基丁腈橡膠、木質素和鱗片石墨在聚丙烯基體中穩定分散和均勻分布，又可有效抑制聚丙烯的降解斷鏈與交聯等副反應發生；同時，木質素和鱗片石墨的加入，既能提高共混體系的極性提高組分間的相容性，同時木質素和鱗片石墨之間又能形成π-π作用，增加相容性的同時形成微電容提高熔噴材料靜電吸附作用；各組分間形成異相網絡結果，使低黏度的聚丙烯呈現出長鏈支化行為。本方法設計思想巧妙、新穎，制備方法簡單、耗能低、分子結構可調控，可解決現有技術制備聚丙烯熔噴材料的技術瓶頸，在實際應用中具有明顯的技術優勢和工業價值。