一種改性聚丙烯塑料管材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性聚丙烯塑料管材及其制備方法，制備改性聚丙烯塑料管材的原料為：等規(guī)聚丙烯、丙烯酸酯、引發(fā)劑、抗氧化劑、催化劑、協(xié)效劑；制備方法包括：混料、交聯(lián)：將等規(guī)聚丙烯、丙烯酸酯、引發(fā)劑、抗氧化劑、催化劑、協(xié)效劑投入料斗內(nèi)高速混合，然后低溫冷卻攪拌，經(jīng)過篩去除結(jié)塊和粘融料后，得到混合物料；在機(jī)頭口模處成型后形成連續(xù)體被螺桿擠出機(jī)外，經(jīng)冷卻凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。本發(fā)明制備得到的改性聚丙烯塑料管材抗氧化性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐沖擊效果好、使用壽命長(zhǎng)，制備方法易操作，增加了聚丙烯塑料管材的應(yīng)用范圍。
【專利說明】
一種改性聚丙烯塑料管材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子化合物的組合物領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚丙烯塑料管材及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯塑料管材是常用的熱塑性塑料管材，熔體粘度低，質(zhì)量較輕，化學(xué)流動(dòng)性 好，容易成型加工，耐熱，耐腐蝕，無毒無臭，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能較好，化學(xué)穩(wěn)定性好，應(yīng)用 范圍十分廣泛。但是由于聚丙烯材料化學(xué)結(jié)構(gòu)中叔碳原子的活潑型，導(dǎo)致聚丙烯塑料易被 氧化，機(jī)械強(qiáng)度較低，耐沖擊性能較差，使用壽命較短。因此需要對(duì)聚丙烯塑料管材進(jìn)行改 性。目前聚丙烯塑料管材的改性方法主要有物理共混改性和化學(xué)改性。改性聚丙烯塑料管 材的成熟產(chǎn)品主要有:PP-H，PP-B，PP-R。
[0003]中國(guó)專利CN201310748952.7公開了一種聚丙烯電纜護(hù)套管，由阻燃聚丙烯材料制 成；按重量計(jì)，所述阻燃聚丙烯材料的組成為：聚丙烯50-70份，三元乙丙橡膠5-10份，超高 分子量聚乙烯5-10份，微膠囊紅磷母粒14-17份，氫氧化鋁4-8份，硼酸鋅2-5份，硬脂酸鈣 〇. 1-1份，抗氧劑〇. 2-1份，顏料0.01-0.1份。但是該專利由于在制備聚丙烯管材時(shí)添加了超 高分子量聚乙烯，原料混合物的相容性差，加工溫度要求高，易造成制得的管材化學(xué)性質(zhì)不 均一，加工難度大，生產(chǎn)成本高。
[0004] 中國(guó)專利CN201510133643.8公開了一種新型改性聚丙烯管材，以重量份計(jì)，包括 以下組分:聚丙烯15-30份，納米碳酸鈣2-5份，云母粉1-3份，納米氧化鈦1-3份，分散劑5-8 份，相容劑2-6份，防老化劑1-5份。但是該專利制備得到的改性聚丙烯管材的機(jī)械強(qiáng)度低、 耐沖擊性能差，導(dǎo)致管材的使用壽命變短。
[0005] 因此，需要一種抗氧化性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐沖擊效果好、使用壽命長(zhǎng)的改性聚 丙烯塑料管材及其制備方法，以增加聚丙烯塑料管材的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種改性聚丙烯塑料管材及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種改性聚丙烯塑料管材，制備改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份為:等規(guī) 聚丙烯100份，丙烯酸酯5份~15份，引發(fā)劑0.02份~0.08份，抗氧化劑0.5份~1.0份，催化 劑0.01份~0.03份，協(xié)效劑0.01份~0.03份。
[0009] 進(jìn)一步地，等規(guī)聚丙稀為：相對(duì)分子量為5000~8000，恪融指數(shù)為lg/min~2g/ min，等規(guī)度多93 %。
[0010] 進(jìn)一步地，引發(fā)劑為:過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰?。
[0011] 進(jìn)一步地，抗氧化劑為:硫代二丙酸雙十八酯或硫代二丙酸二月桂酯。
[0012] 進(jìn)一步地，催化劑為:叔丁胺、乙酸酐、氯化鋁中的任一種。
[0013] 進(jìn)一步地，協(xié)效劑為:相對(duì)分子量為1000~2000的聚磷酸銨。
[0014] 本發(fā)明的另一發(fā)明目的，在于提供一種上述改性聚丙烯塑料管材的制備方法，包 括以下步驟：
[0015] 步驟S01，混料、交聯(lián):將所述重量份的等規(guī)聚丙烯、丙烯酸酯、引發(fā)劑、抗氧化劑、 催化劑、協(xié)效劑投入螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)，在惰性氣體保護(hù)條件下，壓力為〇 . 1Μ P a~ 0.3MPa，經(jīng)對(duì)流剪切，高速混合2.5h~4h，然后降溫至38°C~42°C，低溫冷卻攪拌lh~2.5h， 經(jīng)過篩去除結(jié)塊和粘融料后，得到混合物料；
[0016] 步驟S02,擠出成型：將步驟S01得到的混合物料在機(jī)頭口模處成型后形成連續(xù)體 被螺桿擠出機(jī)外，擠出機(jī)從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為:40 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材經(jīng)冷卻凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0017] 進(jìn)一步地，步驟S01中，高速混合時(shí)的剪切速率為50/s~70/s。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟SOI中，低溫冷卻攪拌時(shí)的剪切速率為15/s~20/s。
[0019] 進(jìn)一步地，步驟S02中，冷卻的方式為：以10°C~13°C的水噴灑式冷卻。
[0020] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0021] 1.本發(fā)明制得的改性聚丙烯塑料管材的抗氧化性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐沖擊效果 好、使用壽命長(zhǎng)；
[0022] 2.本發(fā)明采用的制備方法簡(jiǎn)單、易操作，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求不大，生產(chǎn)成本低，有利 于大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的 多種不同方式實(shí)施。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] -種改性聚丙烯塑料管材，制備改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份為:等規(guī) 聚丙烯100份，丙烯酸酯5份，引發(fā)劑0.02份，抗氧化劑0.5份，催化劑0.01份，協(xié)效劑0.01份。 [0026]其中等規(guī)聚丙烯為：相對(duì)分子量為5000,熔融指數(shù)為lg/min，等規(guī)度為93%。引發(fā) 劑為:過氧化苯甲酰。抗氧化劑為:硫代二丙酸雙十八酯。催化劑為:氯化鋁。協(xié)效劑為:相對(duì) 分子量為1000的聚磷酸銨。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] -種改性聚丙烯塑料管材，制備改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份為:等規(guī) 聚丙烯100份，丙烯酸酯15份，引發(fā)劑0.08份，抗氧化劑1.0份，催化劑0.03份，協(xié)效劑0.03 份。
[0029]其中等規(guī)聚丙烯為:相對(duì)分子量為8000,熔融指數(shù)為2g/min，等規(guī)度為95%。引發(fā) 劑為:偶氮二異丁腈?？寡趸瘎?硫代二丙酸二月桂酯。催化劑為：乙酸酐。協(xié)效劑為:相對(duì) 分子量為2000的聚磷酸銨。
[0030] 實(shí)施例3
[0031 ] -種改性聚丙烯塑料管材，制備改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份為:等規(guī) 聚丙烯100份，丙烯酸酯10份，引發(fā)劑〇. 05份，抗氧化劑0.75份，催化劑0.02份，協(xié)效劑0.02 份。其中等規(guī)聚丙烯為：相對(duì)分子量為6500,熔融指數(shù)為1.5g/min，等規(guī)度為95%。引發(fā)劑 為:過氧化苯甲酰。抗氧化劑為:硫代二丙酸雙十八酯。催化劑為:叔丁胺。協(xié)效劑為:相對(duì)分 子量為1500的聚磷酸銨。
[0032] 實(shí)施例4
[0033] -種改性聚丙烯塑料管材的制備方法，包括以下步驟：
[0034]步驟S01，混料、交聯(lián):將所述重量份的等規(guī)聚丙烯、丙烯酸酯、引發(fā)劑、抗氧化劑、 催化劑、協(xié)效劑投入螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，壓力為〇. IMPa，經(jīng)對(duì)流剪切， 以50/s的剪切速率高速混合2.5h，然后降溫至38°C，以15/s的剪切速率低溫冷卻攪拌lh，經(jīng) 過篩去除結(jié)塊和粘融料后，得到混合物料；
[0035]步驟S02，擠出成型：將步驟S01得到的混合物料在機(jī)頭口模處成型后形成連續(xù)體 被螺桿擠出機(jī)外，擠出機(jī)從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為:38 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材經(jīng)10°C的水噴灑式冷卻凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0036] 實(shí)施例5
[0037] -種改性聚丙烯塑料管材的制備方法，包括以下步驟：
[0038]步驟S01，混料、交聯(lián):將所述重量份的等規(guī)聚丙烯、丙烯酸酯、引發(fā)劑、抗氧化劑、 催化劑、協(xié)效劑投入螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)，在氬氣保護(hù)條件下，壓力為〇. 3MPa，經(jīng)對(duì)流剪切， 以70/s的剪切速率高速混合4h，然后降溫至42°C，以20/s的剪切速率低溫冷卻攪拌2.5h，經(jīng) 過篩去除結(jié)塊和粘融料后，得到混合物料；
[0039]步驟S02，擠出成型：將步驟S01得到的混合物料在機(jī)頭口模處成型后形成連續(xù)體 被螺桿擠出機(jī)外，擠出機(jī)從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為:42 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材經(jīng)13°C的水噴灑式冷卻凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0040] 實(shí)施例6
[0041 ] -種改性聚丙烯塑料管材的制備方法，包括以下步驟：
[0042]步驟S01，混料、交聯(lián):將所述重量份的等規(guī)聚丙烯、丙烯酸酯、引發(fā)劑、抗氧化劑、 催化劑、協(xié)效劑投入螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，壓力為〇. 2MPa，經(jīng)對(duì)流剪切， 以60/s的剪切速率高速混合3.3h，然后降溫至40°C，以17/s的剪切速率低溫冷卻攪拌1.7h， 經(jīng)過篩去除結(jié)塊和粘融料后，得到混合物料；
[0043]步驟S02，擠出成型：將步驟S01得到的混合物料在機(jī)頭口模處成型后形成連續(xù)體 被螺桿擠出機(jī)外，擠出機(jī)從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為:40 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材經(jīng)12°C的水噴灑式冷卻凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0044] 實(shí)驗(yàn)例1
[0045] 對(duì)實(shí)施例1~6所制的改性聚丙烯塑料管材的性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。 [0046] 其中抗沖擊強(qiáng)度根據(jù)GB/T15142-2001測(cè)試。其中拉伸彈性模量根據(jù)IS0527-2測(cè) 試。其中交聯(lián)度根據(jù)GB/T18474-2001測(cè)試。其中耐應(yīng)力開裂在溫度為80°C，壓力為4MPa的條 件下進(jìn)行測(cè)試。
[0047]表1改性聚丙烯塑料管材性能測(cè)試結(jié)果
[0048]
[0049] 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，制備所述改性聚丙烯塑料管材的原料及其 重量份為:等規(guī)聚丙烯100份，丙烯酸酯5份~15份，引發(fā)劑0.02份~0.08份，抗氧化劑0.5份 ~1. 〇份，催化劑〇. 01份~〇. 03份，協(xié)效劑0.01份~0.03份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述等規(guī)聚丙烯為:相對(duì) 分子量為5000~8000,恪融指數(shù)為lg/min~2g/min，等規(guī)度^93%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述引發(fā)劑為:過氧化苯 甲?；蚺嫉惗‰?。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述抗氧化劑為:硫代二 丙酸雙十八酯或硫代二丙酸二月桂酯。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述催化劑為:叔丁胺、乙 酸酐、氯化鋁中的任一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述協(xié)效劑為：相對(duì)分子 量為1000~2000的聚磷酸銨。7. -種根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的改性聚丙烯塑料管材的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： 步驟S01，混料、交聯(lián):將所述重量份的等規(guī)聚丙烯、丙烯酸酯、引發(fā)劑、抗氧化劑、催化 劑、協(xié)效劑投入螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)，在惰性氣體保護(hù)條件下，壓力為〇. IMPa~0.3MPa，經(jīng) 對(duì)流剪切，高速混合2.5h~4h，然后降溫至38°C~42°C，低溫冷卻攪拌lh~2.5h，經(jīng)過篩去 除結(jié)塊和粘融料后，得到混合物料； 步驟S02，擠出成型：將步驟S01得到的混合物料在機(jī)頭口模處成型后形成連續(xù)體被螺 桿擠出機(jī)外，擠出機(jī)從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為：38°C~42 °C/240°C/240 °C/245 °C/ 245°C/245°C/250°C/250°C，管材經(jīng)冷卻凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S01中，所述高速混合時(shí)的剪切速 率為50/s~70/s。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟SOI中，所述低溫冷卻攪拌時(shí)的剪 切速率為15/s~20/s。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S02中，所述冷卻的方式為：以10 °C~13°C的水噴灑式冷卻。
【文檔編號(hào)】C08F220/10GK106084136SQ201610427928
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】潘海云
【申請(qǐng)人】潘海云