[发明专利]一种耐高温聚丙烯材料及其制备方法

说明书

该发明涉及一种耐高温聚丙烯材料，包括以下原料组分：改性炭化聚丙烯和改性聚苯并咪唑纤维，改性炭化聚丙烯由炭化聚丙烯、钛酸四乙酯、硅酸四乙酯、碳酸钠、双氧水、甘油、碳酸铵和尿素反应制得，炭化聚丙烯由聚丙烯粉、碳酸铵、硫酸铵和气相二氧化硅反应制得，改性聚苯并咪唑纤维由聚苯并咪唑纤维、四甲基氢氧化铵和1‑乙基‑3‑甲基咪唑十二烷基苯磺酸盐反应制得，1‑乙基‑3‑甲基咪唑十二烷基苯磺酸盐由1‑乙基‑3‑甲基咪唑醋酸盐、对甲苯磺酸、乙醚和丙酮反应制得。该发明具有优异的长期耐高温性能。

技术领域

该发明涉及一种耐高温聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯为使用最广泛、用量最大的有机合成型高分子树脂之一。聚丙烯具有优异的的绝缘性、比重小、耐氯离子腐蚀、高透明性、耐受紫外线、对环境友好等优势。聚丙烯被广泛应用于电气绝缘开关、塑封材料、电器外壳、饮用水管道、电缆管线、排污管道等领域。

目前，聚丙烯材料在长期耐高温性能需要进一步提升。该发明采用改性炭化聚丙烯和改性聚苯并咪唑纤维制备了耐高温聚丙烯材料，该方法制备的耐高温聚丙烯材料具有优异的长期耐高温性能。

发明内容

该发明的目的在于提供一种耐高温聚丙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的长期耐高温性能。

为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。

一种耐高温聚丙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、对甲苯磺酸、乙醚和丙酮按照质量份数比为80：188～196：137～151：65～80加入到反应釜中，搅拌速度为110～125r/min，维持体系温度85～97 ℃、-0.05MPa条件下回流反应45～70min，将反应釜温度升温至125℃、-0.05MPa条件下减压蒸馏30～55min，得到1-乙基-3-甲基咪唑十二烷基苯磺酸盐；(2)、将聚苯并咪唑纤维、四甲基氢氧化铵和1-乙基-3-甲基咪唑十二烷基苯磺酸盐按照质量份数比为100：15～23：27～31添加至水热反应釜中，维持体系温度93～106 ℃条件下反应1.5～3h，自然冷却至室温，得到改性聚苯并咪唑纤维；(3)、将聚丙烯粉、碳酸铵、硫酸铵和气相二氧化硅按照质量份数比100：39～45：9～15：2～6加入到球磨机中，球磨速度为20～28r/min，维持体系温度25～34 ℃条件下球磨反应45～70min，将物料转移至高压设备中，在3MPa压力下，于80℃热处理20min；2MPa压力下，于150℃热处理20min；在隔绝氧气条件下，于200℃热处理20min，335℃热处理25min，435℃热处理10min，即得到炭化聚丙烯；(4)、将炭化聚丙烯、钛酸四乙酯、硅酸四乙酯、碳酸钠、双氧水、甘油、碳酸铵和尿素按照质量份数比100：31～38：22～29：18～27：5～9：2～5：9～17：8～15加入到水热反应釜中，维持体系温度99～109 ℃条件下反应3～7h，产物经过滤、1L水超声洗涤15min、1L乙醇超声洗涤20min，于63℃、-0.07MPa真空干燥12min，即得到改性炭化聚丙烯；(5)、将改性炭化聚丙烯和改性聚苯并咪唑纤维按照质量份数比100：49～60加入到高速混合机中，用高速混合机在温度196～201℃混合反应2～5min，用挤出机在温度208～223℃挤出造粒，即得到耐高温聚丙烯材料。

该发明所述的耐高温聚丙烯材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)、将1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、对甲苯磺酸、乙醚和丙酮按照质量份数比为80：188～196：137～151：65～80加入到反应釜中，搅拌速度为110～125r/min，维持体系温度85～97 ℃、-0.05MPa条件下回流反应45～70min，将反应釜温度升温至125℃、-0.05MPa条件下减压蒸馏30～55min，得到1-乙基-3-甲基咪唑十二烷基苯磺酸盐；所述的乙醚和丙酮的目的为了缩短1-乙基-3-甲基咪唑十二烷基苯磺酸盐生产周期。