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(dòng)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(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康危害極大，研究表明，PM2.5會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈斑塊沉積，引發(fā)血管炎癥和動(dòng)脈粥樣硬化，最終導(dǎo)致心臟病或其他心血管問(wèn)題。當(dāng)空氣中PM2.5的濃度長(zhǎng)期高于10μg/m3，會(huì)帶來(lái)死亡風(fēng)險(xiǎn)的上升；濃度每增加10μg/m3，總的死亡風(fēng)險(xiǎn)會(huì)上升4%，心肺疾病帶來(lái)的死亡風(fēng)險(xiǎn)上升6%，肺癌帶來(lái)的死亡風(fēng)險(xiǎn)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(yáng)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(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境和土壤等，且玻璃鋼材料高溫使用時(shí)壽命較短等缺點(diǎn)。基于上述問(wèn)題，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(shí)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(diǎn)，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(rùn)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(rùn)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(rùn)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(jí)PPH、擠出級(jí)PPB、擠出級(jí)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(rùn)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(guò)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(rùn)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(shí)間為1～2min，攪拌速度為600～1000r/min，得混合物；
S3、通過(guò)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(guò)擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過(guò)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(jì)量，包裝入庫(kù)。
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(jí)聚丙烯為主要原料對(duì)其進(jìn)行性能優(yōu)化，通過(guò)加入介電強(qiáng)度助劑來(lái)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(shí)聚丙烯材料本身具有耐長(zhǎng)期高溫使用性，且有比重輕，不易吸水的優(yōu)點(diǎn)，能滿足在高溫、高濕、高電弧條件下使用，具有廣闊市場(chǎng)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(guò)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(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，值得推廣。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說(shuō)。
實(shí)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(rùn)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(rùn)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(shí)間為1.5min，攪拌速度為800r/min，得混合物；
S2、通過(guò)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(guò)擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過(guò)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(jì)量，包裝入庫(kù)。
所述聚丙烯為擠出級(jí)PPH和擠出級(jí)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(rùn)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(shí)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(rùn)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(guò)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(rùn)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(shí)間為1min，攪拌速度為1000r/min，得混合物；
S3、通過(guò)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(guò)擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過(guò)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(jì)量，包裝入庫(kù)。
所述聚丙烯為擠出級(jí)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(rùn)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(shí)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(rùn)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(guò)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(rùn)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(shí)間為1.8min，攪拌速度為700r/min，得混合物；
S3、通過(guò)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(guò)擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過(guò)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(jì)量，包裝入庫(kù)。
所述聚丙烯為擠出級(jí)PPB和擠出級(jí)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(rùn)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(shí)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(rùn)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(guò)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(rùn)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(shí)間為1.2min，攪拌速度為900r/min，得混合物；
S3、通過(guò)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(guò)擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過(guò)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(jì)量，包裝入庫(kù)。
所述聚丙烯為擠出級(jí)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(rùn)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(shí)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(rùn)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(guò)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(rùn)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(shí)間為2min，攪拌速度為600r/min，得混合物；
S3、通過(guò)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(guò)擠出口模進(jìn)行拉條，將料條依次通過(guò)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(jì)量，包裝入庫(kù)。
所述聚丙烯為擠出級(jí)PPH和擠出級(jí)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(rùn)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(shí)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(duì)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(duì)介電強(qiáng)度的提高是指在合理使用范圍內(nèi)有效果，超過(guò)合理使用范圍不但不會(huì)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(jí)聚丙烯為主要原料對(duì)其進(jìn)行性能優(yōu)化，通過(guò)加入介電強(qiáng)度助劑來(lái)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(shí)聚丙烯材料本身具有耐長(zhǎng)期高溫使用性，且有比重輕，不易吸水的優(yōu)點(diǎn)，能滿足在高溫、高濕、高電弧條件下使用，具有廣闊市場(chǎng)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(guò)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(jiǎn)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(shí)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)。