本發(fā)明涉及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯及其制備方法。

背景技術(shù)：

PM2.5是指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于 2.5 微米的細(xì)顆粒物，具體指包括SOx(硫的氧化物)、NOx（氮的氧化物）、xCl、xBr、xCO3等物質(zhì)形成的水的微小液滴和微小顆粒。PM2.5粒徑小，面積大，活性強(qiáng)，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康危害極大，研究表明，PM2.5會導(dǎo)致動脈斑塊沉積，引發(fā)血管炎癥和動脈粥樣硬化，最終導(dǎo)致心臟病或其他心血管問題。當(dāng)空氣中PM2.5的濃度長期高于10μg/m3，會帶來死亡風(fēng)險的上升；濃度每增加10μg/m3，總的死亡風(fēng)險會上升4%，心肺疾病帶來的死亡風(fēng)險上升6%，肺癌帶來的死亡風(fēng)險上升8%。此外，PM2.5極易吸附多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物和重金屬，使致癌、致畸、致突變的機(jī)率明顯升高。

火力發(fā)電廠、北方集中供暖區(qū)、工業(yè)排放污染區(qū)等區(qū)域容易產(chǎn)生大量的有害氣體、粉塵顆粒，是PM2.5產(chǎn)生的主要區(qū)域。這類區(qū)域的粉塵處理設(shè)備為濕法放電除塵除硫裝置，濕法放電除塵除硫裝置中采用的陽極管束單元中的管材大部分采用熱固性玻璃鋼材料，而熱固性玻璃鋼材料難具有難于回收處理、難降解、會嚴(yán)重污染環(huán)境和土壤等，且玻璃鋼材料高溫使用時壽命較短等缺點?；谏鲜鰡栴}，本發(fā)明提出了一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯及其制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯及其制備方法。

一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑0～6%、耐候劑0～0.6%、抗氧化劑0～0.6%、潤滑劑0.6～2%、介電強(qiáng)度助劑0～20%、余量為聚丙烯。

優(yōu)選的，所述的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑2～4%、耐候劑0.2～0.4%、抗氧化劑0.2～0.4%、潤滑劑1～1.5%、介電強(qiáng)度助劑5～15%、余量為聚丙烯。

優(yōu)選的，所述的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑4%、耐候劑0.3%、抗氧化劑0.5%、潤滑劑1.4%、介電強(qiáng)度助劑12%、余量為聚丙烯。

優(yōu)選的，所述聚丙烯為擠出級PPH、擠出級PPB、擠出級PPR中的一種或任意幾種組成的共混物。

優(yōu)選的，所述阻燃劑為溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑。

優(yōu)選的，所述介電強(qiáng)度助劑為水洗高嶺土、煅燒高嶺土、絹云母、金云母中的一種或任意幾種組成的共混物。

優(yōu)選的，所述耐候劑為2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、癸二酸雙-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一種或兩種混合物。

優(yōu)選的，所述抗氧劑指比例為1:1的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的共混物或比例為1:3的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和雙（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯的共混物。

優(yōu)選的，所述潤滑劑指比例為2:5的白礦油和乙撐雙硬脂酰胺的共混物或比例為4:3的硬質(zhì)酸鹽與乙撐雙硬脂酰胺的共混物。

本發(fā)明還提出了一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯的制備方法，包括以下步驟：

S1、將介電強(qiáng)度助劑投入超精細(xì)研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，然后過2000～12000目篩網(wǎng)，得粉末狀介電強(qiáng)度助劑；

S2、將所述重量百分比的聚丙烯先與潤滑劑勻速攪拌1～1.5min，再依次投入所述重量百分比的粉末狀介電強(qiáng)度助劑、阻燃劑、耐候劑、抗氧劑進(jìn)行共混攪拌，攪拌時間為1～2min，攪拌速度為600～1000r/min，得混合物；

S3、通過喂料設(shè)備將步驟S2中的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行塑化，剪切，熔融形成均一熔體。擠出溫度為180～220℃，抽真空的真空度為-0.1～-0.04MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為350～500r/min，產(chǎn)量為300～500kg/h；

S4、將步驟S3中均一熔體通過擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過水溫為30～50℃的水槽浸水冷卻、打水器甩水、吹風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)切粒，得粒徑為0.5～2μm的細(xì)粒。

S5、將步驟S4中的細(xì)粒輸送到均化桶均化，然后進(jìn)行計量，包裝入庫。

本發(fā)明提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，采用擠出級聚丙烯為主要原料對其進(jìn)行性能優(yōu)化，通過加入介電強(qiáng)度助劑來提高聚丙烯的介電強(qiáng)度，耐候劑及阻燃劑的加入賦予了聚丙烯良好的耐候性能及阻燃性能，同時聚丙烯材料本身具有耐長期高溫使用性，且有比重輕，不易吸水的優(yōu)點，能滿足在高溫、高濕、高電弧條件下使用，具有廣闊市場前景，本發(fā)明還提出了一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯的制備方法，通過將物料共混、熔融擠出的方法制得高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，本方法使用原料易得，操作簡單，生產(chǎn)成本低，值得推廣。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步解說。

實施例一

本發(fā)明提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑2%、耐候劑0.4%、抗氧化劑0.4%、潤滑劑1.4%、聚丙烯95.8%。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將所述重量百分比的聚丙烯先與潤滑劑勻速攪拌1.2min，再依次投入所述重量百分比的阻燃劑、耐候劑、抗氧劑進(jìn)行共混攪拌，攪拌時間為1.5min，攪拌速度為800r/min，得混合物；

S2、通過喂料設(shè)備將步驟S2中的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行塑化，剪切，熔融形成均一熔體。擠出溫度為200℃，抽真空的真空度為-0.08MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為380r/min，產(chǎn)量為350kg/h；

S3、將步驟S3中均一熔體通過擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過水溫為40℃的水槽浸水冷卻、打水器甩水、吹風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)切粒，得粒徑為1μm的細(xì)粒。

S5、將步驟S4中的細(xì)粒輸送到均化桶均化，然后進(jìn)行計量，包裝入庫。

所述聚丙烯為擠出級PPH和擠出級PPB的共混物。

所述阻燃劑為溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑。

所述耐候劑為2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮。

所述抗氧劑指比例為1:1的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的共混物。

所述潤滑劑指比例為2:5的白礦油和乙撐雙硬脂酰胺的共混物。

實施例二

本發(fā)明提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑2%、耐候劑0.4%、抗氧化劑0.4%、潤滑劑1.4%、介電強(qiáng)度助劑4%、聚丙烯91.8%。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將介電強(qiáng)度助劑投入超精細(xì)研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，然后過8000目篩網(wǎng)，得粉末狀介電強(qiáng)度助劑；

S2、將所述重量百分比的聚丙烯先與潤滑劑勻速攪拌1.4min，再依次投入所述重量百分比的粉末狀介電強(qiáng)度助劑、阻燃劑、耐候劑、抗氧劑進(jìn)行共混攪拌，攪拌時間為1min，攪拌速度為1000r/min，得混合物；

S3、通過喂料設(shè)備將步驟S2中的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行塑化，剪切，熔融形成均一熔體。擠出溫度為190℃，抽真空的真空度為-0.06MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，產(chǎn)量為400kg/h；

S4、將步驟S3中均一熔體通過擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過水溫為45℃的水槽浸水冷卻、打水器甩水、吹風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)切粒，得粒徑為1.5μm的細(xì)粒。

S5、將步驟S4中的細(xì)粒輸送到均化桶均化，然后進(jìn)行計量，包裝入庫。

所述聚丙烯為擠出級PPH。

所述阻燃劑為溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑。

所述介電強(qiáng)度助劑為水洗高嶺土和絹云母的共混物。

所述耐候劑為2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮和癸二酸雙-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的混合物。

所述抗氧劑指比例為1:3的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和雙（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯的共混物。

所述潤滑劑指比例為4:3的硬質(zhì)酸鹽與乙撐雙硬脂酰胺的共混物。

實施例三

本發(fā)明提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑2%、耐候劑0.4%、抗氧化劑0.4%、潤滑劑1.4%、介電強(qiáng)度助劑8%、聚丙烯87.8%。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將介電強(qiáng)度助劑投入超精細(xì)研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，然后過10000目篩網(wǎng)，得粉末狀介電強(qiáng)度助劑；

S2、將所述重量百分比的聚丙烯先與潤滑劑勻速攪拌1min，再依次投入所述重量百分比的粉末狀介電強(qiáng)度助劑、阻燃劑、耐候劑、抗氧劑進(jìn)行共混攪拌，攪拌時間為1.8min，攪拌速度為700r/min，得混合物；

S3、通過喂料設(shè)備將步驟S2中的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行塑化，剪切，熔融形成均一熔體。擠出溫度為210℃，抽真空的真空度為-0.04MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為400r/min，產(chǎn)量為500kg/h；

S4、將步驟S3中均一熔體通過擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過水溫為30℃的水槽浸水冷卻、打水器甩水、吹風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)切粒，得粒徑為0.5μm的細(xì)粒。

S5、將步驟S4中的細(xì)粒輸送到均化桶均化，然后進(jìn)行計量，包裝入庫。

所述聚丙烯為擠出級PPB和擠出級PPR中的共混物。

所述阻燃劑為溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑。

所述介電強(qiáng)度助劑為水洗高嶺土和煅燒高嶺土的共混物。

所述耐候劑為癸二酸雙-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯。

所述抗氧劑指比例為1:1的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的共混物。

所述潤滑劑指比例為2:5的白礦油和乙撐雙硬脂酰胺的共混物。

實施例四

本發(fā)明提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑2%、耐候劑0.4%、抗氧化劑0.4%、潤滑劑1.4%、介電強(qiáng)度助劑20%、聚丙烯75.8%。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將介電強(qiáng)度助劑投入超精細(xì)研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，然后過6000目篩網(wǎng)，得粉末狀介電強(qiáng)度助劑；

S2、將所述重量百分比的聚丙烯先與潤滑劑勻速攪拌1.5min，再依次投入所述重量百分比的粉末狀介電強(qiáng)度助劑、阻燃劑、耐候劑、抗氧劑進(jìn)行共混攪拌，攪拌時間為1.2min，攪拌速度為900r/min，得混合物；

S3、通過喂料設(shè)備將步驟S2中的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行塑化，剪切，熔融形成均一熔體。擠出溫度為180℃，抽真空的真空度為-0.05MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，產(chǎn)量為300kg/h；

S4、將步驟S3中均一熔體通過擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過水溫為50℃的水槽浸水冷卻、打水器甩水、吹風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)切粒，得粒徑為2μm的細(xì)粒。

S5、將步驟S4中的細(xì)粒輸送到均化桶均化，然后進(jìn)行計量，包裝入庫。

所述聚丙烯為擠出級PPB。

所述阻燃劑為溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑。

所述介電強(qiáng)度助劑為絹云母和金云母的共混物。

所述耐候劑為2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮。

所述抗氧劑指比例為1:3的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和雙（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯的共混物。

所述潤滑劑指比例為4:3的硬質(zhì)酸鹽與乙撐雙硬脂酰胺的共混物。

實施例五

本發(fā)明提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，包括以下重量百分比的原料：阻燃劑4%、耐候劑0.4%、抗氧化劑0.4%、潤滑劑1.4%、介電強(qiáng)度助劑20%、聚丙烯73.8%。

其制備方法，包括以下步驟：

S1、將介電強(qiáng)度助劑投入超精細(xì)研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，然后過4000目篩網(wǎng)，得粉末狀介電強(qiáng)度助劑；

S2、將所述重量百分比的聚丙烯先與潤滑劑勻速攪拌1.3min，再依次投入所述重量百分比的粉末狀介電強(qiáng)度助劑、阻燃劑、耐候劑、抗氧劑進(jìn)行共混攪拌，攪拌時間為2min，攪拌速度為600r/min，得混合物；

S3、通過喂料設(shè)備將步驟S2中的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行塑化，剪切，熔融形成均一熔體。擠出溫度為220℃，抽真空的真空度為-0.1MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為480r/min，產(chǎn)量為450kg/h；

S4、將步驟S3中均一熔體通過擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過水溫為35℃的水槽浸水冷卻、打水器甩水、吹風(fēng)機(jī)吹干、切粒機(jī)切粒，得粒徑為1.2μm的細(xì)粒。

S5、將步驟S4中的細(xì)粒輸送到均化桶均化，然后進(jìn)行計量，包裝入庫。

所述聚丙烯為擠出級PPH和擠出級PPR的共混物。

所述阻燃劑為溴季戊四醇磷酸酯類阻燃劑。

所述介電強(qiáng)度助劑為水洗高嶺土、煅燒高嶺土、絹云母、金云母的共混物。

所述耐候劑為癸二酸雙-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯。

所述抗氧劑指比例為1:1的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的共混物。

所述潤滑劑指比例為2:5的白礦油和乙撐雙硬脂酰胺的共混物。

將上述五組實施例制備出的高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯的介電強(qiáng)度及阻燃性能進(jìn)行分析比較，得出如下結(jié)果：

備注：阻燃性按UL-94標(biāo)準(zhǔn)判斷

由上述表格可知：介電強(qiáng)度助劑對材料的阻燃性有影響，但在合理使用范圍內(nèi)是不影響阻燃性能的，介電強(qiáng)度助劑對介電強(qiáng)度的提高是指在合理使用范圍內(nèi)有效果，超過合理使用范圍不但不會提高，甚至可能降低材料的介電強(qiáng)度。本發(fā)明提出的一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，采用擠出級聚丙烯為主要原料對其進(jìn)行性能優(yōu)化，通過加入介電強(qiáng)度助劑來提高聚丙烯的介電強(qiáng)度，耐候劑及阻燃劑的加入賦予了聚丙烯良好的耐候性能及阻燃性能，同時聚丙烯材料本身具有耐長期高溫使用性，且有比重輕，不易吸水的優(yōu)點，能滿足在高溫、高濕、高電弧條件下使用，具有廣闊市場前景，本發(fā)明還提出了一種高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯的制備方法，通過將物料共混、熔融擠出的方法制得高介電強(qiáng)度耐候阻燃聚丙烯，本方法使用原料易得，操作簡單，生產(chǎn)成本低，值得推廣。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。