CN114656686A - 环状过氧化物在塑料造粒中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种环状过氧化物在石油产品中的应用，属于石油添加剂领域。一种环状过氧化物在石油产品中的应用，将环状过氧化物直接添加或预混后添加到塑料中，混合均匀后造粒。本发明中环状过氧化物较之直链过氧化物具有更高的氧元素含量，因此具有更高效的优势。在加热条件下，可以高效的产生自由基，环氧过氧化物添加方式简便，无需特殊设备，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于塑料加工助剂领域，具体涉及一种环状过氧化物在塑料造粒中的应用。
背景技术
各类塑料产品的应用已经具有很长的历史，在人类生活的各个领域具有重要的和无可替代的作用和价值。但是随着塑料产品的广泛应用，在享受着塑料产品带来的便利的同时，其存在的缺点也在影响着人类生活。由于塑料本身结构的稳定性，导致其理论上可以在自然界中无限期存留，并广泛地进入生态系统，导致各种生态环境问题。因此，开发具有自身可降解性能的塑料产品，使其在一定时间内分解为对环境无害的产物的塑料新材料，成为新材料领域的一项重要课题。目前，随着国家对环境保护要求的逐步提高，对新型可降解塑料的需求更加迫切。
解决该课题的一个方法即在塑料制造过程中向塑料中加入添加剂，以实现塑料可降解的目的。解决的办法之一就是向其塑料母粒中添加过氧化物。由于过氧化物中含有高能的过氧键，过氧化物在一定条件下可以产生自由基，且因过氧化物具有较高的氧含量，可以提供氧化反应所需的氧元素，起到加速塑料降解和老化过程，可以明显的提高塑料的降解性能，选择具有合适结构的过氧化物添加剂还可以实现塑料产品在燃烧后产生的物质的绿色化，即仅产生对环境影响较小的二氧化碳和水。
现有文献报道的过氧化物添加剂主要是过氧化二叔丁基等直链过氧化物，对其在各类塑料性能改善方面的研究相关报道很多。对于使用高纯度环状过氧化物(纯度大于80％)作为塑料添加剂应用于塑料加工领域的报道至今未见报道。
发明内容
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种环状过氧化物在塑料造粒中的应用，其特征在于：将环状过氧化物直接添加或预混后添加到塑料中，混合均匀后造粒；所述环状过氧化物为式(Ⅰ)含有2个过氧基团的六元环或式(Ⅱ)含3个过氧基团的九元环
其中R1-R6其中R1-R6为线性C1～C10烷基、C3～C10环烷基、C1～C10烯基、C1～C10炔基、C6～C10苯基或被烷基取代后的苯基、萘基中的一种。
进一步地，所述环状过氧化物的纯度为80％-100％。
进一步地，所述预混后添加是将环状过氧化物先使用溶剂进行稀释，再与塑料进行混合，所述稀释后的浓度为45％～75％。
进一步地，所述溶剂为石油醚、正十二烷、异十二烷、乙酸乙酯、汽油、柴油中的一种或几种。
进一步地，所述环状过氧化物优选为3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷或3,6,9-双(三甲基)-1,4,7-三过氧壬烷。
进一步地，所述塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺中的一种。
进一步地，所述环状过氧化物重量比为1～30％，聚丙烯重量比为99～70％，所述环状过氧化物重量比优选为3～20％。
进一步地，所述造粒工艺为使用挤压机挤压聚丙烯，温度设定为：料斗为10～80℃，区域1为150～300℃，区域2为150～300℃。
上述应用制备的得到的含有环状过氧化物的塑料母粒在新材料领域的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.由于环状过氧化物较之直链过氧化物具有更高的氧元素含量，一定条件下可以高效的产生自由基，因此可以明显的加速塑料产品的降解速度，具体体现在加入环状过氧化物后，塑料的降解指标得到提高。由于塑料可以高效的降解，有效减少了塑料在自然界的存留时间，降低了塑料对生态系统和环境的影响。
2.环状过氧化物添加剂结构由于仅含有碳氢氧三种元素，可以实现塑料产品降解后产生的物质的绿色化，即仅产生对环境影响较小的二氧化碳和水。
3.环状过氧化物具有比直链过氧化物，如过氧化二叔丁基，更高的化学稳定性，更低的挥发性和较低的蒸汽压，因此再加入塑料产品中后更易于维持其效力，安全性也有所提高。
4.高纯度环状过氧化物的添加，可以避免添加过程中某些溶剂的影响，使添加量更加准确，有利于环境保护，同时也提高了塑料造粒过程的安全性。
5.本发明中环状过氧化物添加方式简便，无需特殊设备，适合工业化生产，适合用于新材料领域的应用要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明处理工艺作进一步说明。
实施例1
本实施例所选用的环状过氧化物为3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷，热塑性塑料为聚丙烯，对比使用的Trigonox 301为市售41％纯度产品。
3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷在聚丙烯造粒中的应用
添加3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷的聚丙烯母粒的制备，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷对聚丙烯降解性能的影响
使用3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷(纯度99％)和聚丙烯粉料为原料，按照聚丙烯母粒造粒方法进行制备，得到的添加3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷的聚丙烯母粒进行降解实验。
在两种不同温度下(190℃和225℃)和三种不同活性氧含量(5.2mg、10.5mg、15.6mg/100g聚丙烯)下进行聚丙烯降解。
使用挤压机挤压聚丙烯(750g)。温度设定：料斗为30℃，区域1为160℃，区域2～10为190℃或225℃。
经测量，降解的聚丙烯熔融流动指数MFI如下表所示：
在190℃下的聚丙烯降解：
在225℃下的聚丙烯降解：
表明本工艺制备的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷具有良好的聚丙烯降解效能。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.一种环状过氧化物在塑料造粒中的应用，其特征在于：将环状过氧化物直接添加或预混后添加到塑料中，混合均匀后造粒；所述环状过氧化物为式(Ⅰ)含有2个过氧基团的六元环或式(Ⅱ)含3个过氧基团的九元环
其中R1-R6其中R1-R6为线性C1～C10烷基、C3～C10环烷基、C1～C10烯基、C1～C10炔基、C6～C10苯基或被烷基取代后的苯基、萘基中的一种。
2.根据权利要求1所述的环状过氧化物在石油产品中的应用，其特征在于：所述环状过氧化物的纯度为80％-100％。
3.根据权利要求1所述的一种环状过氧化物在塑料造粒中的应用，其特征在于：所述预混后添加是将环状过氧化物先使用溶剂进行稀释，再与塑料进行混合，所述稀释后的浓度为45％～75％。
4.根据权利要求3所述的一种环状过氧化物在塑料造粒中的应用，其特征在于：所述溶剂为石油醚、正十二烷、异十二烷、乙酸乙酯、汽油、柴油中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的环状过氧化物在石油产品中的应用，其特征在于：所述环状过氧化物优选为3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷或3,6,9-双(三甲基)-1,4,7-三过氧壬烷。
6.根据权利要求1所述的环状过氧化物在石油产品中的应用，其特征在于：所述塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺中的一种。
7.按照权利要求1所述的环状过氧化物在石油产品中的应用，其特征在于：所述环状过氧化物重量比为1～30％，聚丙烯重量比为99～70％，所述环状过氧化物重量比优选为3～20％。
8.按照权利要求1所述的环状过氧化物在石油产品中的应用，其特征在于：所述造粒工艺为使用挤压机挤压聚丙烯，温度设定为：料斗为10～80℃，区域1为150～300℃，区域2为150～300℃。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220624 |