一种耐腐蚀塑料颗粒及其制备方法与流程

本发明涉及塑料颗粒制备技术领域，具体涉及一种耐腐蚀塑料颗粒及其制备方法。

背景技术：

塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。

现有的塑料颗粒不耐腐蚀，耐热性较差，同时制造成本高。同时在塑料颗粒的制备过程中需要对挤出后的塑料条进行冷却烘干，现有技术通常是通过冷却水槽对塑料条进行冷却，这样冷却效率并不高，同时不能保证每个塑料条都得到均匀且充分的冷却。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀塑料颗粒及其制备方法，解决以下技术问题：(1)冷却设备首先通过绕设状的冷却管一对塑料条进行第一次冷却，再通过定位盘与冷却管二对塑料条进行第二次冷却，最后通过排出的冷却水对塑料条进行第三次冷却，对塑料条的冷却定型效果好；(2)通过限位板的设置，可以通过转动调节丝杆调节限位板的位置，使得上料架可以满足不同长度塑料条的上料工作；(3)母料的制备过程中引入酚酞第三单体，将聚酯大分子链中的柔性二乙醇部分用刚性酚酞基团代替，从而形成刚性二酸单体与刚性酚酞单体相连的片段，增强整个分子的刚性和结晶性能，提高玻璃化转变温度和熔点；采用辐照交联工艺，提升塑料的耐热性能和耐腐蚀性能，改性抗老化阻燃体系中石墨烯、钛白粉、埃洛石纳米管等阻燃材料与硅灰石针状纤维等抗老化材料，形成复合协同效应，极大提升耐腐蚀塑料颗粒的阻燃性能和抗老化性能，根据gb1035-70测得，该耐腐蚀塑料颗粒的最大分解温度为290-298℃。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐腐蚀塑料颗粒，由下述重量份原料制备得到：间苯二甲酸60-75份，乙二醇35-50份，酚酞15-20份，辐照交联促进剂1-3份，改性抗老化阻燃共混物2-4份，耐候剂1-3份，增塑剂1-2份，催化剂1-2份，抗氧剂1-2份，稳定剂1-2份；

其中，该耐腐蚀塑料颗粒通过下述步骤制备得到：

步骤一：将间苯二甲酸、乙二醇、酚酞、催化剂、抗氧剂加入到反应釜中搅拌,然后加热进行酯化反应,酯化反应的温度为240-250℃，酯化反应结束后,向得到的产物中加入稳定剂，真空下进行缩聚反应，缩聚反应在相对真空压力≥-150kpa下进行，反应温度为280-290℃，反应时间为200-300min，缩聚反应结束后出料、冷却、切粒，得到耐热耐腐蚀工程塑料母料；

步骤二：将耐热耐腐蚀工程塑料母料、辐照交联促进剂、改性抗老化阻燃共混物、耐候剂、增塑剂在高速混合器中干混3-5分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出，得到塑料条，其中，双螺杆挤出机一区温度为150-160℃，二区为170-180℃，三区为185-205℃，四区为180-200℃；五区为200-210℃，停留时间为6-10分钟，压力为15-20mpa，将挤出后的塑料条放置在冷却设备的上料机构上，塑料条通过三个斜块导向滑动至v型滑槽一侧，第二气缸带动v型滑槽下降，塑料条滚动至v型滑槽上，而后第二气缸带动v型滑槽上升至初始位置，第一气缸推动v型滑槽上的塑料条，塑料条首先被推动至冷却管套内，冷却管一对冷却管套进行冷却，冷却管套对塑料条冷却，而后塑料条依次穿过四个定位盘，连接管将冷却水箱内的冷却水输送至定位盘内，冷却水通过定位盘上的连通口进入若干冷却管二内，冷却管二对塑料条进行冷却，而后塑料条被第一气缸推至集料仓内，冷却管二内的冷却水被排至集料仓内，冷却水接触塑料条并对塑料条进行冷却，而后冷却水通过集料仓上的出水口排出，得到冷却后的塑料条，将冷却后的塑料条经过风冷装置，将附着在塑料条上的水分吹干，将吹干后的塑料条送入切粒机中切成粒状，切粒机的转速为600-800r/min，得到耐腐蚀塑料颗粒。

进一步的，步骤一中催化剂为锑系、钛系、锗系催化剂中的一种，稳定剂为磷酸酯类、亚磷酸酯类中的一种或几种，抗氧剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、含硫类抗氧剂中的一种或几种。

进一步的，辐照交联促进剂采用如下方法制得：将n-乙基甲基丙烯胺与苯二甲酸酐混合均匀后，再加入二甲苯，得到预混溶液，加入的n-乙基甲基丙烯胺与苯二甲酸酐的摩尔比为1，(1.5-3)，预混溶液中，n-乙基甲基丙烯胺的浓度为0.5-1mol/l；向预混溶液中加入固体酸催化剂并搅拌分散，将预混溶液低温-5℃搅拌3-5h，而后将产物过滤、洗涤、干燥获得辐照交联促进剂。

进一步的，改性抗老化阻燃共混物由如下方法制备而成：按重量份取1-3份纳米高岭土，2-4份质量分数为25-35％的碳酸氢钾水溶液，1.2-1.5份表征参数直径为50-100nm、长度为5-10μm的埃洛石纳米管，1.5-1.8份石墨烯，0.5-0.8份钛白粉，0.5-0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，1-1.2份长径比为10-13：1的硅灰石针状纤维，混合均匀，在170-190℃过热蒸汽反应釜内搅拌，汽蒸反应35-50min，在450-480℃真空微波辐射3-5h，然后浸于90-110份质量分数为35％的氨基磺酸溶液真空吸湿处理，吸透后加热至75-85℃超声波分散1-2.5h，再搅拌分散3-5h，取悬浮物；将悬浮物进行微波等离子刻蚀处理25-30min，用质量分数3-5％三聚磷酸钾分散液的去离子水在65-75℃下超声波处理15-30min，取上层悬浮物经100-150目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性抗老化阻燃共混物。

进一步的，耐候剂包括光稳定剂和紫外线吸收剂，所述光稳定剂和紫外线吸收剂的质量比为1：(1-3)，所述紫外线吸收剂为uvp-327或ask-215，所述光稳定剂为炭黑，辐照交联采用钴源辐照，辐照剂量15-20mgy。

进一步的，冷却设备包括冷却架，所述冷却架上设置有上料机构，所述上料机构包括上料架，所述上料架呈倾斜方向安装于冷却架顶部，所述上料架一侧设置有v型滑槽，所述v型滑槽一侧设置有第一气缸，所述第一气缸用于推动塑料条移动，所述v型滑槽下方纵向设置有第二气缸，所述第二气缸用于驱动v型滑槽升降，所述v型滑槽一侧设置有冷却管套，所述冷却管套外周面绕设有冷却管一，所述冷却管套一侧设置有四个定位盘，四个定位盘之间安装有若干冷却管二，若干冷却管二等弧度安装于四个定位盘内圈，其中一个定位盘外周面安装有端壳，所述端壳转动安装于翻转耳座上，所述翻转耳座底部转动安装有旋转拉杆，所述旋转拉杆远离翻转耳座一端铰接第三气缸活塞杆，所述第三气缸转动安装于冷却架上，所述冷却管二一端安装有锁紧垫片，所述冷却架一侧设置有集料仓，所述冷却管二远离锁紧垫片一端延伸至集料仓上方，所述集料仓底壁为倾斜面，所述集料仓上设置有若干出水口。

进一步的，所述上料架上设置有限位板，所述上料架一侧转动安装有调节丝杆，所述调节丝杆与限位板转动连接，所述上料架上安装有挡杆，所述挡杆上安装有挡块。

进一步的，所述v型滑槽靠近上料机构一侧安装有三个斜块，三个斜块等间距安装于v型滑槽侧壁，所述冷却管套通过两个管座安装于冷却架上，所述冷却管套设置于v型滑槽远离第一气缸一侧，所述冷却管一一端连接冷却水箱，四个定位盘呈等间距设置，所述定位盘内圈设置有若干连通口，若干连通口与若干冷却管二一一对应，所述定位盘通过连通口与冷却管二相连通，其中一个定位盘上安装有连接管，所述连接管纵向设置且与定位盘相连通，所述连接管远离定位盘一端与冷却水箱相连通。

本发明的有益效果：

本发明的一种耐腐蚀塑料颗粒及其制备方法，母料的制备过程中引入酚酞第三单体，将聚酯大分子链中的柔性二乙醇部分用刚性酚酞基团代替，从而形成刚性二酸单体与刚性酚酞单体相连的片段，增强整个分子的刚性和结晶性能，提高玻璃化转变温度和熔点；采用辐照交联工艺，提升塑料的耐热性能和耐腐蚀性能，采用的辐照交联剂其以含苯酸酐为合成原料，引入了苯环结构，不仅提高了交联促进剂的熔点，还进一步提高了交联促进剂的抗辐射稳定性，制备出的耐腐蚀塑料颗粒用辐照交联促进剂由于分子量增大且具有苯环结构，高温挥发性低，与工程塑料有着良好的相容性；改性抗老化阻燃体系中石墨烯、钛白粉、埃洛石纳米管等阻燃材料与硅灰石针状纤维等抗老化材料，形成复合协同效应，极大提升耐腐蚀塑料颗粒的阻燃性能和抗老化性能，根据gb1035-70测得，该耐腐蚀塑料颗粒的最大分解温度为290-298℃；

将挤出后的塑料条放置在冷却设备的上料机构上，塑料条通过三个斜块导向滑动至v型滑槽一侧，第二气缸带动v型滑槽下降，塑料条滚动至v型滑槽上，而后第二气缸带动v型滑槽上升至初始位置，第一气缸推动v型滑槽上的塑料条，塑料条首先被推动至冷却管套内，冷却管一对冷却管套进行冷却，冷却管套对塑料条冷却，而后塑料条被推动依次穿过四个定位盘，连接管将冷却水箱内的冷却水输送至定位盘内，冷却水通过定位盘上的连通口进入若干冷却管二内，冷却管二对塑料条进行冷却，而后塑料条被第一气缸推至集料仓内，冷却管二内的冷却水被排至集料仓内，冷却水接触塑料条并对塑料条进行冷却，而后冷却水通过集料仓上的出水口排出，得到冷却后的塑料条，通过以上结构，该冷却设备首先通过绕设状的冷却管一对塑料条进行第一次冷却，再通过定位盘与冷却管二对塑料条进行第二次冷却，最后通过排出的冷却水对塑料条进行第三次冷却，对塑料条的冷却定型效果好；

通过限位板的设置，可以通过转动调节丝杆调节限位板的位置，使得上料架可以满足不同长度塑料条的上料工作。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的冷却设备的立体图；

图2是本发明上料机构的立体图；

图3是本发明第一气缸的安装视图；

图4是本发明v型滑槽的侧视图；

图5是本发明冷却管一、冷却管二的安装图；

图6是本发明定位盘的结构示意图。

图中：1、冷却架；2、上料机构；3、上料架；4、限位板；5、调节丝杆；6、挡杆；7、挡块；8、v型滑槽；9、第一气缸；10、斜块；11、第二气缸；12、管座；13、冷却管套；14、冷却管一；15、冷却水箱；16、定位盘；161、连通口；17、冷却管二；171、锁紧垫片；18、连接管；19、端壳；20、翻转耳座；21、旋转拉杆；22、第三气缸；23、集料仓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6

实施例1

一种耐腐蚀塑料颗粒，由下述重量份原料制备得到：间苯二甲酸60份，乙二醇35份，酚酞15份，辐照交联促进剂1份，改性抗老化阻燃共混物2份，耐候剂1份，增塑剂1份，催化剂1份，抗氧剂1份，稳定剂1份；

其中，该耐腐蚀塑料颗粒通过下述步骤制备得到：

步骤一：将间苯二甲酸、乙二醇酚酞、催化剂、抗氧剂加入到反应釜中搅拌,然后加热进行酯化反应,酯化反应的温度为240℃，当酯化达到95％以上后,酯化反应结束；酯化反应结束后,向得到的产物中加入稳定剂，真空下进行缩聚反应，缩聚反应在相对真空压力≥-150kpa下进行，反应温度为280℃，反应时间为200min，缩聚反应结束后出料、冷却、切粒，得到耐热耐腐蚀工程塑料母料；

步骤二：将耐热耐腐蚀工程塑料母料、辐照交联促进剂、改性抗老化阻燃共混物、耐候剂、增塑剂在高速混合器中干混3分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出，得到塑料条，其中，双螺杆挤出机一区温度为150℃，二区为170℃，三区为185℃，四区为180℃；五区为200℃，停留时间为6分钟，压力为15mpa，将挤出后的塑料条放置在冷却设备的上料机构2上，塑料条通过三个斜块10导向滑动至v型滑槽8一侧，第二气缸11带动v型滑槽8下降，塑料条滚动至v型滑槽8上，而后第二气缸11带动v型滑槽8上升至初始位置，第一气缸9推动v型滑槽8上的塑料条，塑料条首先被推动至冷却管套13内，冷却管一14对冷却管套13进行冷却，冷却管套13对塑料条冷却，而后塑料条依次穿过四个定位盘16，连接管18将冷却水箱15内的冷却水输送至定位盘16内，冷却水通过定位盘16上的连通口161进入若干冷却管二17内，冷却管二17对塑料条进行冷却，而后塑料条被第一气缸9推至集料仓23内，冷却管二17内的冷却水被排至集料仓23内，冷却水接触塑料条并对塑料条进行冷却，而后冷却水通过集料仓23上的出水口排出，得到冷却后的塑料条，将冷却后的塑料条经过风冷装置，将附着在塑料条上的水分吹干，将吹干后的塑料条送入切粒机中切成粒状，切粒机的转速为600r/min，得到耐腐蚀塑料颗粒。

具体的，步骤一中催化剂为锑系催化剂，稳定剂磷酸酯类，抗氧剂为酚类。辐照交联促进剂采用如下方法制得：将n-乙基甲基丙烯胺与苯二甲酸酐混合均匀后，再加入二甲苯，得到预混溶液，加入的n-乙基甲基丙烯胺与苯二甲酸酐的摩尔比为1；1.5，预混溶液中，n-乙基甲基丙烯胺的浓度为0.5mol/l；向预混溶液中加入固体酸催化剂并搅拌分散，将预混溶液低温-5℃搅拌3h，产物过滤、洗涤、干燥获得辐照交联促进剂。改性抗老化阻燃共混物由如下方法制备而成：按重量份取1份纳米高岭土，2份质量分数为25％的碳酸氢钾水溶液，1.2份表征参数直径为50nm、长度为5μm的埃洛石纳米管，1.5份石墨烯，0.5份钛白粉，0.5份月桂胺聚氧乙烯醚，1份长径比为10：1的硅灰石针状纤维，混合均匀，在170℃过热蒸汽反应釜内搅拌，汽蒸反应35min，在450℃真空微波辐射3h，然后浸于90份质量分数为35％的氨基磺酸溶液真空吸湿处理，吸透后加热至75℃超声波分散1h，再搅拌分散3h，取悬浮物；按质量份数将上述获得的3份悬浮物微波等离子刻蚀处理25min，用50份含质量分数3％三聚磷酸钾分散液的去离子水在65℃下超声波处理15min，取上层悬浮物经100目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性抗老化阻燃体系。耐候剂包括光稳定剂和紫外线吸收剂，光稳定剂和紫外线吸收剂的质量比为1：1，紫外线吸收剂为uvp-327，光稳定剂为炭黑，辐照交联采用钴源辐照，辐照剂量15mgy。

实施例1的耐腐蚀塑料颗粒的最大分解温度为290℃。

实施例2

一种耐腐蚀塑料颗粒，由下述重量份原料制备得到：间苯二甲酸75份，乙二醇50份，酚酞20份，辐照交联促进剂3份，改性抗老化阻燃共混物4份，耐候剂3份，增塑剂2份，催化剂2份，抗氧剂2份，稳定剂2份；

其中，该耐腐蚀塑料颗粒通过下述步骤制备得到：

步骤一：将间苯二甲酸、乙二醇酚酞、催化剂、抗氧剂加入到反应釜中搅拌,然后加热进行酯化反应,酯化反应的温度为250℃，当酯化达到95％以上后,酯化反应结束；酯化反应结束后,向得到的产物中加入稳定剂，真空下进行缩聚反应，缩聚反应在相对真空压力≥-150kpa下进行，反应温度为290℃，反应时间为300min，缩聚反应结束后出料、冷却、切粒，得到耐热耐腐蚀工程塑料母料；

步骤二：将耐热耐腐蚀工程塑料母料、辐照交联促进剂、改性抗老化阻燃共混物、耐候剂、增塑剂在高速混合器中干混5分钟，再置于双螺杆挤出机中经熔融挤出，得到塑料条，其中，双螺杆挤出机一区温度为160℃，二区为180℃，三区为205℃，四区为200℃；五区为210℃，停留时间为10分钟，压力为20mpa，将冷却后的塑料条经过风冷装置，将附着塑料条上的水分吹干，将吹干后的塑料条送入切料中切成粒状，切粒机的转速为800r/min，得到耐腐蚀塑料颗粒，其余步骤与实施例1相同。

具体的，步骤一中催化剂为钛系、锗系催化剂，稳定剂亚磷酸酯类，抗氧剂为亚磷酸酯类。辐照交联促进剂采用如下方法制得：将n-乙基甲基丙烯胺与苯二甲酸酐混合均匀后，再加入二甲苯，得到预混溶液，加入的n-乙基甲基丙烯胺与苯二甲酸酐的摩尔比为1；3，预混溶液中，n-乙基甲基丙烯胺的浓度为1mol/l；向预混溶液中加入固体酸催化剂并搅拌分散，所加入固体酸催化剂的质量与预混溶液的体积比为1.5g/l；将预混溶液低温-5℃搅拌5h，产物过滤、洗涤、干燥获得辐照交联促进剂。改性抗老化阻燃共混物由如下方法制备而成：按重量份取3份纳米高岭土，4份质量分数为35％的碳酸氢钾水溶液，1.5份表征参数直径为100nm、长度为10μm的埃洛石纳米管，1.8份石墨烯，0.8份钛白粉，0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，1.2份长径比为13：1的硅灰石针状纤维，混合均匀，在190℃过热蒸汽反应釜内搅拌，汽蒸反应50min，在480℃真空微波辐射5h，然后浸于110份质量分数为35％的氨基磺酸溶液真空吸湿处理，吸透后加热至85℃超声波分散2.5h，再搅拌分散5h，取悬浮物；按质量份数将上述获得的5份悬浮物微波等离子刻蚀处理30min，用80份含质量分数5％三聚磷酸钾分散液的去离子水在75℃下超声波处理30min，取上层悬浮物经150目过滤，蒸馏水洗涤干净，真空烘干，得到改性抗老化阻燃体系。耐候剂包括光稳定剂和紫外线吸收剂，光稳定剂和紫外线吸收剂的质量比为1：3，紫外线吸收剂为ask-215，光稳定剂为炭黑，辐照交联采用钴源辐照，辐照剂量20mgy。

实施例2的耐腐蚀塑料颗粒的最大分解温度为298℃。

冷却设备包括冷却架1，冷却架1上设置有上料机构2，上料机构2包括上料架3，上料架3呈倾斜方向安装于冷却架1顶部，上料架3一侧设置有v型滑槽8，v型滑槽8一侧设置有第一气缸9，第一气缸9用于推动塑料条移动，v型滑槽8下方纵向设置有第二气缸11，第二气缸11用于驱动v型滑槽8升降，v型滑槽8一侧设置有冷却管套13，冷却管套13外周面绕设有冷却管一14，冷却管套13一侧设置有四个定位盘16，四个定位盘16之间安装有若干冷却管二17，若干冷却管二17等弧度安装于四个定位盘16内圈，其中一个定位盘16外周面安装有端壳19，端壳19转动安装于翻转耳座20上，翻转耳座20底部转动安装有旋转拉杆21，旋转拉杆21远离翻转耳座20一端铰接第三气缸22活塞杆，第三气缸22转动安装于冷却架1上，冷却管二17一端安装有锁紧垫片171，冷却架1一侧设置有集料仓23，冷却管二17远离锁紧垫片171一端延伸至集料仓23上方，集料仓23底壁为倾斜面，集料仓23上设置有若干出水口。

上料架3上设置有限位板4，上料架3一侧转动安装有调节丝杆5，调节丝杆5与限位板4转动连接，上料架3上安装有挡杆6，挡杆6上安装有挡块7。

v型滑槽8靠近上料机构2一侧安装有三个斜块10，三个斜块10等间距安装于v型滑槽8侧壁，冷却管套13通过两个管座12安装于冷却架1上，冷却管套13设置于v型滑槽8远离第一气缸9一侧，冷却管一14一端连接冷却水箱15，四个定位盘16呈等间距设置，定位盘16内圈设置有若干连通口161，若干连通口161与若干冷却管二17一一对应，定位盘16通过连通口161与冷却管二17相连通，其中一个定位盘16上安装有连接管18，连接管18纵向设置且与定位盘16相连通，连接管18远离定位盘16一端与冷却水箱15相连通。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。