[發(fā)明專利]一種高耐環(huán)境應力開裂性能PPR給水管材及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510091109.5
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104804306B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 代營偉;李錦松;秦立臣;王焱;阮艷靈;秦亞輝;秦賀霞;徐汝冰;趙宏強
• 申請（專利權）人: 河南聯(lián)塑實業(yè)有限公司
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L9/00;C08L53/00;C08L91/06;F16L9/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 禹小明

技術領域

本發(fā)明涉及塑料管材技術領域，具體涉及一種高耐環(huán)境應力開裂性能PPR給水管材。

背景技術

由無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）專用料經擠出成型的PPR管由于具有較好的抗沖擊性、耐溫性、抗蠕變性能及良好的熱熔焊接性能，因此可作為環(huán)保型的輸水管道，廣泛應用于建筑冷熱水、純凈水供應以及供暖和一般工業(yè)流體管道。但是由于PP基料自身結構的原因，在低溫情況下，由PP基料制備得到的管存在質脆易裂等缺陷，且耐環(huán)境應力開裂性能較差，沖擊強度低等因素，這嚴重制約了PPR管在北方的發(fā)展，因此，尋求一種耐超低溫的高耐環(huán)境應力開裂性能的PPR給水管仍是亟需解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種高耐環(huán)境應力開裂性能PPR給水管材，由該PPR給水管材制備得到的PPR給水管具有優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性、耐寒性和低溫韌性，可以在超低溫的環(huán)境中使用，從而擴大了PPR管的使用范圍。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述高耐環(huán)境應力開裂性能PPR給水管材的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術手段：

一種高耐環(huán)境應力開裂性能PPR給水管材，所述PPR給水管材按重量份數(shù)由以下原料組成：

嵌段共聚聚丙烯PPB15～20份；

無規(guī)共聚PPR65～75份；

低順式聚丁二烯橡膠 6～10份；

聚異丁烯 6～10份；

石蠟油 2～4份；

引發(fā)劑 0.3～0.5份；

抗氧劑 0.3～0.5份。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，低順式聚丁二烯橡膠有利于聚合過程中橡膠與聚丙烯的接枝，增強低順式聚丁二烯橡膠與基材間的黏結強度，使橡膠粒子不易與基材產生脫離，從而表現(xiàn)為更好的抗拉強度和耐環(huán)境應力開裂性能；聚異丁烯可以和低順式丁二烯橡膠共混，進一步改善高分子材料的性能；石蠟油具有黏度適宜、傾點低的特點，當填充到聚丙烯中能夠很好地增強材料的物性和耐寒性，而且石蠟油芳烴含量低，提高了材料的抗氧化降解性能，有利于延長材料制品的使用壽命；本發(fā)明將三者結合起來，有效地改善了由本發(fā)明的管材制備得到的管的耐環(huán)境應力開裂性、耐寒性和低溫韌性，所得PPR管可以在-30℃～-10℃的超低溫的環(huán)境中使用，擴大了PPR管的使用范圍。

上述高耐環(huán)境應力開裂性能PPR給水管的制備方法，具體包括如下步驟：

S1：按如上述的配方稱取各原料；

S2：在聚合釜中加入步驟S1中所稱取的低順式聚丁二烯橡膠、聚異丁烯及抗氧劑進行溶解，再加入嵌段共聚聚丙烯PPB、無規(guī)共聚PPR、石蠟油和引發(fā)劑，于100～170℃范圍內逐級升溫進行聚合；

S3：聚合反應完成后，將步驟S2中的物料投入脫揮器中，在220℃真空條件下進行溶劑和未反應單體的脫除，脫除后冷卻、粉碎造粒；

S4：將步驟S3中所得粒料投入單螺桿擠出機經熔融、模口擠出、冷卻、拉伸、噴碼、切割后即得高耐環(huán)境應力開裂性能PPR給水管。

優(yōu)選地，所述低順式聚丁二烯橡膠的乙烯基含量為35%～45%，進一步優(yōu)選地，所述低順式聚丁二烯橡膠的粒徑≥2.2μm。發(fā)明人在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，如果采用普通橡膠而并非本發(fā)明所使用的低順式聚丁二烯橡膠時，那么當材料在受到應力時，作為應力集中點的普通橡膠顆粒可能會與基體產生脫離，形成空洞；而空洞的形成會使管材材料的密度下降，甚至在材料表面產生缺陷，這就使由該管材制備得到的管所接觸的液體更易于滲透到基體內部，從而帶來不良影響；與普通橡膠相比，低順式丁二烯橡膠乙烯基含量高，凝膠含量低，這更利于聚合過程中橡膠與聚丙烯的接枝，從而增強了低順式聚丁二烯橡膠與基體間的黏結強度，使得材料在低于屈服點的應力作用時，作為分散相的橡膠粒子不易與基體產生脫離，從而表現(xiàn)為更好的抗拉強度和耐環(huán)境應力開裂性能。

優(yōu)選地，所述聚異丁烯的分子量為1.5×10⁵ ～2.0×10⁵ ，高分子量聚異丁烯可填充更多填料；和低順式丁二烯橡膠共混效果好，并改善高分子材料的性能，提高拉伸強度和耐環(huán)境應力開裂性能。

優(yōu)選地，所述無規(guī)共聚PPR的分子量為大于7.2×10⁵，選用高分子量的無規(guī)共聚PPR有利于減少加工過程中的分子取向，提高管材的強度和韌性；所述嵌段共聚聚丙烯PPB的熔體流動速率為1.0～1.8g/10min，熔體流動速率越低，越有利于提高產品的抗沖擊性能，缺口沖擊強度能達到PPR的5倍以上，切韌性和強度都比較高，加入PPB，可以顯著提高產品的沖擊強度。