專利名稱：一種新型聚丙烯雙壁波紋管及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚丙烯雙壁波紋管材領域，特別是涉及新型聚丙烯雙壁波紋管及其制備方法。
背景技術：
近年來，我國快速城市化使得市政建設規(guī)模的不斷擴大和對水污染的治理加快，排水系統(tǒng)作為城市的重要基礎設施，對保障城市的正常運轉及城市安全的作用也日益明顯，城市排水設施的需求增長很快，合理的排水管材也成為排水系統(tǒng)的重要組成部分。隨著新材料的開發(fā)與推廣應用，越來越多的城市排水系統(tǒng)應用了聚氯乙烯(UPVC)、高密度聚乙烯(HDPE)等新型塑料管材。塑料波紋管在國內已逐步取代金屬、水泥等其他傳統(tǒng)管道，發(fā)展十分迅速，其應用量每年以50%以上的速度增長，市場前景良好。 目前國內市場上的埋地排水排污管道所用原料主要集中在UPVC和HDPE。隨著環(huán)境保護意識的提高，聚氯乙烯(UPVC)逐步退出市場。與聚乙烯(PE)相比，聚丙烯(PP)具有較高的彈性模量和較低的密度，在埋地排水排污管道上具有良好的性價比。聚丙烯(FNPP)埋地排水排污管道相比于傳統(tǒng)埋地排水管道(HDPE、UPVC、混凝土管道)有著以下的優(yōu)勢( I)低密度，重量輕，更利于施工安裝，更能節(jié)約成本，與傳統(tǒng)排水排污管道相比，具有更高的性價比。同時，在施工現(xiàn)場不需要大型的安裝設備，在施工效率和安全性上更優(yōu)于傳統(tǒng)排水排污管道。(2)可以用承插、套筒、熱熔等多種連接方式，便于實現(xiàn)非開挖長距離排水管道施工。(3)使用壽命長，可達五十年以上。(4)相對于HDPE管有著更好的耐熱性、耐腐蝕性；比UPVC管有著更好的柔韌性。但是，由于聚丙烯豎直剛度較高但韌性差，尤其是在低溫環(huán)境下很容易發(fā)生脆性破壞，嚴重影響管材的使用壽命。所以，如何生產出剛性更高、同時韌性好的聚丙烯雙壁波紋管成為本領域還需解決的問題。

發(fā)明內容
為了避免背景技術中的不足之處，本發(fā)明提供一種剛性高、韌性好、且熱變形溫度高的新型聚丙烯雙壁波紋管及其制備方法。本發(fā)明采用如下的技術方案一種新型聚丙烯雙壁波紋管，所述聚丙烯雙壁波紋管的材料包括以下重量份的組分聚丙烯82-90份；硫酸鈣晶須6-8份；-成核劑0. 1-1 份；抗氧劑0.2-0. 5 份；
偶聯(lián)劑0.1-0. 5 份；相容劑1-3份；潤滑劑0.1-0. 3 份；增韌劑2-5份。所述￠-成核劑為以下芳酰胺類化合物中的一種2、6_萘二甲酰胺或聚烯烴^ -晶型成核劑TMB-5。所述抗氧劑為抗氧劑1010 (四季戊四醇酯)和抗氧劑168 (三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯)按任意比例混合的混合物。所述偶聯(lián)劑為Y _氨基丙基二乙氧基娃燒。
所述相容劑為下列中的一種丙烯酸接枝聚丙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。所述潤滑劑為己烯基雙硬脂酰胺。所述增韌劑為聚辛烯-乙烯熱彈體。本發(fā)明，所述的新型聚丙烯雙壁波紋管的制備方法，其包括以下步驟I)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚丙烯、P -成核劑、抗氧劑、相容劑、潤滑劑、增韌齊U，在常溫下在高速攪拌機中攪拌混合5分鐘使其均勻，攪拌速度為800-1000r/min ；2)將步驟I)的混合原料轉移至長徑比為46 1的雙螺桿造粒機中加熱熔融，再將經偶聯(lián)劑進行表面處理過的硫酸鈣晶須從雙螺桿造粒機的第五區(qū)側喂料口加入，與步驟I)的混合料混合擠出造粒，得到粒料；3)將步驟2)得到的粒料用單螺桿擠出機擠出、成型管材；4)將成型的管材經擴口、冷卻、切割、檢驗、入庫。所述步驟2)中的雙螺桿擠出的擠出溫度為180_240°C。所述步驟3)中，將步驟2)的粒料加入單螺桿擠出機中，在185_235°C的擠出溫度下擠出成型，擠出壓力為5-10MPa，擠出真空度為-0. 05^-0. 03MPa，擠出的管材牽引速度為l-5m/min。所述偶聯(lián)劑對硫酸鈣晶須進行表面處理的操作為在質量分數(shù)為90%的無水乙醇水溶液中加入質量分數(shù)為25%的醋酸及質量分數(shù)為10%的偶聯(lián)劑，攪拌均勻，再將硫酸鈣晶須加入溶劑中浸沒，在50°C下磁力攪拌，然后過濾，水洗至中性，于110°C下抽真空，干燥，密閉儲存?zhèn)溆谩１景l(fā)明聚丙烯(FNPP)中，F(xiàn)表示增強；N表示成核改性；PP表示聚丙烯。本發(fā)明中，利用硫酸I丐(CaSO4)晶須材料的特性和P -成核劑改進均聚聚丙烯雙壁波紋管產品的剛性、韌性和管道的熱變形溫度。CaSO4晶須一般長度為100 200um，直徑為I 3um，其性能集增強纖維和超細無機填料二者的優(yōu)勢于一體，主要表現(xiàn)為耐高溫(1400°C左右)、耐酸堿、抗腐蝕、高韌性、高強度、高模量、耐磨耗，易于表面處理、易與聚合物復合，所以其具備了與聚丙烯(PP)非常好的相容性。在生產FNPP原材料的加入過程中，CaSO4晶須必須在機臺的側喂料口加入，添加比例控制在6-8重量份，而不能在高攪中混合該材料，以免破壞其纖維針狀結構?！?成核劑為芳酰胺類化合物，屬六方晶系，￠-成核劑與聚丙烯(PP)及相關助劑的混合，攪拌時間不低于5min，攪拌速率保持在800-1000r/min，添加量不低于千分之一，
成核劑的添加對聚丙烯的性能和結晶形態(tài)有著重要影響。聚丙烯多數(shù)結構呈現(xiàn)a晶型結構，屬單斜晶系(晶型結構表現(xiàn)為徑向層厚度遠大于軸向層厚度)，性能主要表現(xiàn)為剛性好，韌性差，熱變形溫度偏低，加入￠-成核劑就是為了讓a晶型結構向P晶型結構(晶型結構表現(xiàn)為徑向層厚度等于軸向層厚度)轉變。這樣熱變形溫度在原有基礎上提高15 20度，韌性在原有基礎上提高了 5-7倍，實現(xiàn)材料剛性和韌性的均衡提高；并且促進了結晶速度，使制品成型時間縮短，生產效率得到提高。由于本發(fā)明在原料中添加了硫酸鈣(CaSO4)晶須和@ _成核劑，從而使制備的聚丙烯雙壁波紋管的性能得到很大的改進，使該聚丙烯雙壁波紋管產品在應用上得到了新的拓展I)在防腐蝕領域的應用；除了強氧化性酸、油類，一些有機溶劑之外的多數(shù)酸堿、鹽及相關化工腐蝕性介質的輸送，某些帶有溫度(通常50°C 70°C)的液態(tài)介質(含污水及某些化工材料)和氣體的輸送，某些帶有顆粒性固體的輸送，以上內壓不超過0. IMPa02)非開挖領域的應用；由于材料拉伸強度高、彈性模量高，所以產品在某些非開挖、領域可以取代實壁管在排污上的應用。本發(fā)明制備的新型聚丙烯雙壁波紋管引入硫酸鈣(CaSO4)晶須和P -成核劑改性聚丙烯，可以大幅度提高產品管材的剛性、耐熱性和韌性，從而解決了聚丙烯既要提高剛性又要提高韌性的矛盾。同時，由于改性聚丙烯雙壁波紋管的彈性模量高、彎曲強度大，在同類產品結構及相同剛度條件下，其重量較輕，物理性能和化學性能突出，具有良好的性價比和推廣前景。
具體實施例方式本發(fā)明通過以下實施例作進一步闡述。本發(fā)明一種新型聚丙烯雙壁波紋管，所述聚丙烯雙壁波紋管包括以下重量份的組分聚丙烯82-90份；硫酸鈣晶須6-8份；^ -成核劑0. 1-1 份；抗氧劑0. 2-0. 5 份；偶聯(lián)劑0. 1-0. 5 份；相容劑1-3份；潤滑劑0. 1-0. 3 份；增韌劑2-5份。所述的新型聚丙烯雙壁波紋管的制備方法，其包括以下步驟I)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚丙烯、P -成核劑、抗氧劑、相容劑、潤滑劑、增韌齊U，在常溫下在高速攪拌機中攪拌混合5分鐘使其均勻，攪拌速度為800-1000r/min ；2)將步驟I)的混合原料轉移至長徑比為46 1的雙螺桿造粒機中加熱熔融，再將經偶聯(lián)劑進行表面處理過的硫酸鈣晶須從雙螺桿造粒機的第五區(qū)側喂料口加入，與步驟I)的混合料混合擠出造粒，得到粒料；3)將步驟2)得到的粒料用單螺桿擠出機擠出、成型管材；4)將成型的管材經擴口、冷卻、切割、檢驗、入庫。
所述步驟2)中的雙螺桿擠出的擠出溫度為180_240°C。所述步驟3)中，將步驟2)的粒料加入單螺桿擠出機中，在185_235°C的擠出溫度下擠出成型，擠出壓力為5-10MPa，擠出真空度為-0. 05^-0. 03MPa，擠出的管材牽引速度為l-5m/min。實施例II)先按一下配方稱取原料；聚丙烯82kg;硫酸鈣晶須8kg ；^ -成核劑2、6_萘二甲酰胺0. Ikg ；抗氧劑10100. Ikg ；抗氧劑1680. 4kg ；偶聯(lián)劑Y-氛基丙基二乙氧基娃燒0.1kg;相容劑丙烯酸接枝聚丙烯 3kg ；潤滑劑己烯基雙硬脂酰胺 0.1kg;
增韌劑聚辛烯-乙烯熱彈體 5kg。2)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚丙烯、P -成核劑、抗氧劑、相容劑、潤滑劑、增韌齊[J，在常溫下在高速攪拌機中攪拌混合5分鐘使其均勻，攪拌速度為800r/min ；3)將步驟I)的混合原料轉移至長徑比為46 1的雙螺桿造粒機中加熱熔融，再將經偶聯(lián)劑進行表面處理過的硫酸鈣晶須從雙螺桿造粒機的第五區(qū)側喂料口加入，與步驟I)的混合料混合，在20(T21 (TC下擠出造粒，得到粒料；4)將步驟2)得到的粒料用單螺桿擠出機在185_195°C的擠出溫度下擠出成型，擠出壓力為5MPa，擠出真空度為-0. 05^-0. 03MPa，擠出的管材牽引速度為lm/min ；5)將成型的管材經擴口、冷卻、切割、檢驗、入庫。實施例2I)先按一下配方稱取原料；聚丙烯90kg ；硫酸鈣晶須6kg ；聚烯烴P -晶型成核劑TMB-5 Ikg ；抗氧劑10100. Ikg ；抗氧劑1680. Ikg ；偶聯(lián)劑Y-氛基丙基二乙氧基娃燒0.5kg;相容劑馬來酸酐接枝聚丙烯 Ikg ；潤滑劑己烯基雙硬脂酰胺0.3kg;增韌劑聚辛烯-乙烯熱彈體 2kg。2)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚丙烯、P -成核劑、抗氧劑、相容劑、潤滑劑、增韌齊[J，在常溫下在高速攪拌機中攪拌混合5分鐘使其均勻，攪拌速度為1000r/min ；3)將步驟I)的混合原料轉移至長徑比為46 1的雙螺桿造粒機中加熱熔融，再將經偶聯(lián)劑進行表面處理過的硫酸鈣晶須從雙螺桿造粒機的第五區(qū)側喂料口加入，與步驟I)的混合料混合，在19(T200°C下擠出造粒，得到粒料；
4)將步驟2)得到的粒料用單螺桿擠出機在195_205°C的擠出溫度下擠出成型，擠出壓力為lOMPa，擠出真空度為-0. 05^-0. 03MPa，擠出的管材牽引速度為5m/min ；5)將成型的管材經擴口、冷卻、切割、檢驗、入庫。實施例3I)先按一下配方稱取原料；聚丙烯85kg;硫酸鈣晶須 7kg ；P -成核劑2、6-萘二甲酰胺0. 5kg ；
抗氧劑1680. Ikg ；抗氧劑10100. 2kg ；偶聯(lián)劑Y-氛基丙基二乙氧基娃燒0.3kg;相容劑馬來酸酐接枝聚丙烯2kg ；潤滑劑己烯基雙硬脂酰胺0.2kg;增韌劑聚辛烯-乙烯熱彈體3kg。2)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚丙烯、P -成核劑、抗氧劑、相容劑、潤滑劑、增韌齊[J，在常溫下在高速攪拌機中攪拌混合5分鐘使其均勻，攪拌速度為900r/min ；3)將步驟I)的混合原料轉移至長徑比為46 1的雙螺桿造粒機中加熱熔融，再將經偶聯(lián)劑進行表面處理過的硫酸鈣晶須從雙螺桿造粒機的第五區(qū)側喂料口加入，與步驟I)的混合料混合，在230-240°C下擠出造粒，得到粒料；4)將步驟2)得到的粒料用單螺桿擠出機在205_215°C的擠出溫度下擠出成型，擠出壓力為7MPa，擠出真空度為-0. 05^-0. 03MPa，擠出的管材牽引速度為3m/min ；5 )將成型的管材經擴口、冷卻、切害I]、檢驗、入庫。實施例4I)先按一下配方稱取原料；聚丙烯87kg;硫酸鈣晶須7kg;聚烯烴P -晶型成核劑TMB-5 0.7kg;抗氧劑10100.2kg;抗氧劑1680.2kg;偶聯(lián)劑Y-氨基丙基二乙氧基娃燒0.4kg;相容劑丙烯酸接枝聚丙烯 2kg;潤滑劑己烯基雙硬脂酰胺 0. 2kg ;增韌劑聚辛烯-乙烯熱彈體 4kg。2)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚丙烯、P -成核劑、抗氧劑、相容劑、潤滑劑、增韌齊[J，在常溫下在高速攪拌機中攪拌混合5分鐘使其均勻，攪拌速度為900r/min ；3)將步驟I)的混合原料轉移至長徑比為46 1的雙螺桿造粒機中加熱熔融，再將經偶聯(lián)劑進行表面處理過的硫酸鈣晶須從雙螺桿造粒機的第五區(qū)側喂料口加入，與步驟I)的混合料混合，在18(Tl90°C下擠出造粒，得到粒料；4)將步驟2)得到的粒料用單螺桿擠出機在215_235°C的擠出溫度下擠出成型，擠出壓力為6MPa，擠出真空度為-0. 05^-0. 03MPa，擠出的管材牽引速度為4m/min ；5)將成型的管材經擴口、冷卻、切害I]、檢驗、入庫。實施例3所得聚丙烯雙壁波紋管材(FNPP)的物理化學性能指標如表I所示，從表I中可看出，本發(fā)明得到的聚丙烯雙壁波紋管材剛性好，耐熱性好，韌性高。表IFNPP管材物理化學性能指標
權利要求
1.一種新型聚丙烯雙壁波紋管，其特征在于所述聚丙烯雙壁波紋管的材料包括以下重量份的組分 聚丙烯82-90份； 硫酸鈣晶須 6-8份； 3 -成核劑0. 1-1份； 抗氧劑0. 2-0. 5份； 偶聯(lián)劑0. 1-0. 5份； 相容劑1-3份； 潤滑劑0. 1-0. 3份； 增韌劑2-5份。
2.根據(jù)權利要求I所述的新型聚丙烯雙壁波紋管，其特征在于所述￠-成核劑為以下芳酰胺類化合物中的一種2、6_萘二甲酰胺或聚烯烴P -晶型成核劑TMB-5。
3.根據(jù)權利要求I所述的新型聚丙烯雙壁波紋管，其特征在于所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物。
4.根據(jù)權利要求I所述的新型聚丙烯雙壁波紋管，其特征在于所述偶聯(lián)劑為Y-氨基丙基二乙氧基娃燒。
5.根據(jù)權利要求I所述的新型聚丙烯雙壁波紋管，其特征在于所述相容劑為下列中的一種丙烯酸接枝聚丙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。
6.根據(jù)權利要求I所述的新型聚丙烯雙壁波紋管，其特征在于所述潤滑劑為己烯基雙硬脂酰胺。
7.根據(jù)權利要求I所述的新型聚丙烯雙壁波紋管，其特征在于所述增韌劑為聚辛烯-乙烯熱彈體。
8.根據(jù)權利要求I所述的新型聚丙烯雙壁波紋管的制備方法，其特征在于其包括以下步驟 1)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚丙烯、3-成核劑、抗氧劑、相容劑、潤滑劑、增韌劑，在常溫下在高速攪拌機中攪拌混合5min使其均勻,攪拌速度為800-1000r/min ； 2)將步驟I)的混合原料轉移至長徑比為461的雙螺桿造粒機中加熱熔融，再將經偶聯(lián)劑進行表面處理過的硫酸鈣晶須從雙螺桿造粒機的第五區(qū)側喂料口加入，與步驟I)的混合料混合擠出造粒，得到粒料； 3)將步驟2)得到的粒料用單螺桿擠出機擠出、成型管材； 4)將成型的管材經擴口、冷卻、切割、檢驗、入庫。
9.根據(jù)權利要求8所述的新型聚丙烯雙壁波紋管的制備方法，其特征在于所述步驟2)中的雙螺桿擠出的擠出溫度為180-240°C。
10.根據(jù)權利要求8所述的新型聚丙烯雙壁波紋管的制備方法，其特征在于所述步驟3)中，將步驟2 )的粒料加入單螺桿擠出機中，在185-235 °C的擠出溫度下擠出成型，擠出壓力為5-10MPa，擠出真空度為-0. 05 -0. 03MPa，擠出的管材牽引速度為l_5m/min。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型聚丙烯雙壁波紋管及其制備方法，其包括以下的組分聚丙烯、硫酸鈣晶須、β-成核劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、相容劑、潤滑劑和增韌劑；其制備方法包括以下步驟1)按配方中各組分的份數(shù)稱取各組分，攪拌均勻；2)將以上原料在雙螺桿造粒機中加熱熔融，硫酸鈣晶須從側喂料口加入，將各原料混煉擠出造粒，得到粒料；3)將粒料用單螺桿擠出機擠出、成型；4)將成型的管材經擴口、冷卻、切割、檢驗、入庫管材。本發(fā)明制備的新型聚丙烯雙壁波紋管引入硫酸鈣(CaSO4)晶須和β-成核劑改性聚丙烯，可以大幅度提高產品管材的剛性、耐熱性和韌性。同時，由于改性聚丙烯雙壁波紋管的彈性模量高、彎曲強度大。
文檔編號B29C47/92GK102719011SQ20121021352
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權日2012年6月26日
發(fā)明者何龍新 申請人:福建晟揚管道科技有限公司