[發(fā)明專利]一種具有熱熔粘接性的塑鋼復(fù)合管道專用料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310322965.8
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103396614A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李良波;孟平蕊
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L23/12;C08L53/02;C08K13/02;C08K3/26;C08K5/18;C08K5/372;C08K5/098;C08K5/101;C08K5/541;F16L9/12
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 謝省法

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機高分子塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有熱熔粘接性的塑鋼復(fù)合管道專用料及制備方法。

背景技術(shù)

隨著市政給排水工程的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，大口徑的塑料類管道需求不斷增加，而大型塑料管道在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面比較合理結(jié)構(gòu)形式是采用鋼塑復(fù)合結(jié)構(gòu)，各種結(jié)構(gòu)類型所共同的要求是，所用的塑料材料除了滿足本身的物理化學(xué)性能要求，還要與金屬具有良好的熱熔性能。而現(xiàn)在管道專用的各類聚烯烴類的塑料，不具有熱熔粘接性能，易導(dǎo)致金屬與塑料界面分離的質(zhì)量問題，造成產(chǎn)品和工程損失，或者留下質(zhì)量隱患。

大量廢棄的無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）建筑管道，雖然建筑管道專用料的原生料都有比較高的強度、韌性、耐熱性等特點，但回收的再生料，因為經(jīng)歷了加工成型的熱過程、焊接安裝、長期高溫和冷熱循環(huán)使用等因素，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，分子量部分下降，結(jié)晶狀態(tài)不斷轉(zhuǎn)變，再由于回收再生過程導(dǎo)致的一定的雜質(zhì)含量，與原生料比較其強度和韌性會大幅度降低，成為較易脆斷的材料，不能適合再加工成型高性能制品的要求?；厥誔P-R管道的回收料屬于聚烯烴類的蠟狀材料，不具有熱熔粘接性能，不適用于直接熱熔復(fù)合的塑鋼結(jié)構(gòu)，尤其不能適合對于金屬和塑料有一定粘接強度要求的制品，如不適用于如鋼塑纏繞式的管道制備，造成大量的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種具有熱熔粘接性的塑鋼復(fù)合管道專用料，使用廢棄的無規(guī)共聚聚丙烯塑料（PP-R）建筑管道，經(jīng)過清理、切割、粉碎、篩分后得到的再生料顆粒，以苯乙烯-異戊二烯共聚彈性體（SIS）為增粘增韌改性劑，以馬來酸稀土和有機硅氧烷為分散劑，再加入其它添加劑，經(jīng)過熱熔共混得到專用料，用于大口徑的鋼塑復(fù)合或帶有鋼襯增強的纏繞成型塑料管道的制造。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：具有熱熔粘接性的塑鋼復(fù)合管道專用料，按重量份包括下列組份：再生PP-R?顆粒：100份、抗氧劑：０.２~１份、金屬抑制劑：0.2~１份、紫外線吸收劑：0.2~１份、有機稀土：2~8份、增粘增韌劑：5~15份、有機硅氧烷：0.5~1份、聚丙烯粉料：10~30份、納米碳酸鈣：0~10份，所述的增粘增韌劑是苯乙烯-異戊二烯共聚物，所述的抗氧劑是苯基-β-萘胺，金屬抑制劑是硫代二丙?；阴；p肼，抗紫外線劑是水楊酸對-辛基苯基酯，增粘增韌是苯乙烯-異戊二烯共聚物（SIS），也稱作SIS彈性體，有機稀土是馬來酸稀土。

所述再生PP-R顆粒，是用無規(guī)共聚聚丙烯建筑管道回收料，經(jīng)過清理、切割、粉碎、篩分后得到的再生料顆粒。

所述的納米碳酸鈣，是采用沉淀法制備的碳酸鈣，碳酸鈣的顆粒表面存在有活性成分，其粒徑范圍在60~100nm。

本發(fā)明使用的苯乙烯異戊二烯共聚物（SIS）屬苯乙烯熱塑性彈性體之類，是苯乙烯—異戊二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，具有獨特和優(yōu)越的粘接性能，是多數(shù)高性能熱熔膠的常用成分，本發(fā)明使用該成分發(fā)揮其彈性作用，對再生聚丙烯改善韌性，同時發(fā)揮其獨特的熱熔粘接和焊接特性，使得塑料和金屬的熱熔粘接性能提高。SIS以分散相與聚丙烯連續(xù)相呈島/海狀分布，當(dāng)共混物受到外力作用時,?彈性體作為應(yīng)力集中物,?引發(fā)銀紋和剪切帶,?吸收外部能量，韌性增加沖擊強度提高。

本發(fā)明使用的馬來酸稀土，具有SIS與聚丙烯之間的增容作用，增加了彈性體在聚丙烯中的分散和相容性，減小分散相的尺度，提高能量的吸收，有利于韌性提高。馬來酸稀土，也能夠在一定條件下，與部分聚丙烯進(jìn)行接枝共聚，在聚丙烯中形成了以稀土離子為中心的立體配位結(jié)構(gòu)和分子絡(luò)合，而增加了分子鏈間的作用，同時，馬來酸稀土也可以影響聚丙烯的結(jié)晶作用，有誘導(dǎo)β晶體的作用，促進(jìn)晶體產(chǎn)生，促進(jìn)了PP結(jié)晶結(jié)構(gòu)的細(xì)化，提高剛性和韌性。

本發(fā)明使用的抗氧劑，可抵抗無規(guī)共聚聚丙烯分子結(jié)構(gòu)在熔融共混過程和長期使用過程的氧化降解，充分補充因多次熱加工和長期高溫使用中原生料中抗氧助劑的消耗部分。使用的金屬抑制劑，抑制高溫條件下接觸金屬如鐵等，所產(chǎn)生的金屬離子接觸氧化作用。使用的紫外線吸收劑（水楊酸對-辛基苯基酯），可以減少紫外光照射條件下的聚丙烯結(jié)構(gòu)改變，引起的性能降低。

?本發(fā)明中使用了有機硅氧烷，除了有利于有機稀土鹽類和納米碳酸鈣的分散混合以外，也提高了回收料中所夾帶的部分粉塵的在基料中的分散性，降低粉塵引起的材料性能的劣化作用。

本發(fā)明的制備過程：