[發(fā)明專利]一種新型增強(qiáng)增韌的無規(guī)共聚聚丙烯管材及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910769875.0
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110358197A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃海亮;謝鋮山
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)塑科技發(fā)展（武漢）有限公司
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L25/06;C08L51/06;C08L53/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明公開了一種新型增強(qiáng)增韌的無規(guī)共聚聚丙烯管材及其制備方法。本發(fā)明的無規(guī)共聚聚丙烯管材由如下質(zhì)量份數(shù)的組分制備而成：無規(guī)共聚聚丙烯80～100份、色粉5～8份、交聯(lián)聚苯乙烯微球5～20份、相容劑1～10份。XPS微球的外觀為粉體形態(tài)，制備過程簡單，結(jié)合PP?g?PS或者SBS作為相容劑，能保證XPS微球在基體中均勻分散，有效發(fā)揮XPS增強(qiáng)增韌的作用，使本發(fā)明的PPR管材擁有比普通PPR管材更好的韌性與強(qiáng)度，更低的爆管泄漏幾率以及更長的使用壽命。與傳統(tǒng)的增韌劑相比，XPS微球在保證增強(qiáng)效果的同時還能有效降低制品的生產(chǎn)成本，提高其市場競爭力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及塑料管道技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種新型增強(qiáng)增韌的無規(guī)共聚聚丙烯管材及其制備方法。

背景技術(shù)

無規(guī)共聚聚丙烯(polypropylene random，簡稱PPR)管材具有導(dǎo)熱率低、耐腐蝕、可熱熔焊接等優(yōu)異綜合性能，已經(jīng)被廣泛用于建筑物內(nèi)冷熱水輸送的領(lǐng)域。我國在2011年對PPR管材的需求量已經(jīng)超過80萬噸，但由于國產(chǎn)PPR樹脂的極限爆破壓力以及耐慢速裂紋生長等指標(biāo)與進(jìn)口樹脂存在一定差距，因此國內(nèi)PPR管材一般為進(jìn)口樹脂，成本較高，限制其推廣應(yīng)用。另一方面，常規(guī)擠出技術(shù)加工的PPR管材存在以下缺陷：(1)由于常規(guī)方法下制備的PPR管材內(nèi)主要生成的是粗大的α型晶體，這種球晶相互之間作用力不強(qiáng)，容易發(fā)生應(yīng)力集中導(dǎo)致材料脆性斷裂。(2)由于常規(guī)擠出加工的管材其軸向強(qiáng)度比環(huán)向強(qiáng)度高，但從相關(guān)理論可知在管材在使用過程中的環(huán)向受力是軸向受力的2倍，因此管材環(huán)向強(qiáng)度與實(shí)際需求存在一定差距，會在一定程度上縮短管材壽命。

目前行業(yè)內(nèi)主要采用橡膠彈性體或者無機(jī)剛性粒子對PPR管材進(jìn)行增韌增強(qiáng)改性。其中，在PPR基體中加入橡膠彈性體確實(shí)能有效提高管材韌性，但也會造成管材強(qiáng)度大幅下降；而在管材中加入無機(jī)剛性粒子(如碳酸鈣或者硫酸鋇等)能有效增強(qiáng)管材的強(qiáng)度，但是一旦針對無機(jī)剛性顆粒分散性處理不好，容易造成韌性下降以及脆性破裂等問題，極大地縮短管材的使用壽命。現(xiàn)有技術(shù)CN106566067A公開了一種耐低溫高靜液壓給水管材用PPR材料及其制備方法，其針對的是PPR管材的耐低溫性能和耐靜壓性能的改善，同時提升透水蒸氣性能和阻燃性能，其是通過形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來提升耐低溫性能和耐靜壓性能，同時具備力學(xué)性能，重點(diǎn)在于對聚乙烯醇的改性，且加入了無機(jī)剛性粒子，對于PPR管材的增韌增強(qiáng)，同時還能避免相關(guān)對管材使用壽命的損害的問題并未涉及到具體的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服PPR管材在現(xiàn)有方法增韌增強(qiáng)改性時容易出現(xiàn)管材強(qiáng)度下降或者韌性不足的問題，提供一種新型的具有高強(qiáng)度高韌性PPR管材及其制備方法。通過選擇交聯(lián)聚苯乙烯微球代替?zhèn)鹘y(tǒng)的橡膠彈性體作為增韌劑，并與PPR原料、色粉以及相容劑共混造粒，最后通過擠出工藝制得新型高強(qiáng)度高韌性的PPR管材。

本發(fā)明的目的是提供一種上述新型增強(qiáng)增韌的無規(guī)共聚聚丙烯管材的制備方法。

本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種新型增強(qiáng)增韌的無規(guī)共聚聚丙烯管材，由如下質(zhì)量份數(shù)的組分制備而成：無規(guī)共聚聚丙烯80～100份、色粉3～5份、交聯(lián)聚苯乙烯微球5～20份、相容劑1～10份，所述相容劑為聚丙烯接枝聚苯乙烯(PP-g-PS)和/或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。

本發(fā)明通過選擇有機(jī)剛性粒子交聯(lián)聚苯乙烯微球(XPS)取代傳統(tǒng)的橡膠彈性體或者無機(jī)剛性粒子與PPR樹脂、色粉以及相容劑等原料制備得到新型高強(qiáng)度高韌性的PPR管材。通過調(diào)整引發(fā)劑以及交聯(lián)劑的用量進(jìn)而調(diào)整XPS微球的粒徑在0.4～0.9μm，并結(jié)合相容劑，實(shí)現(xiàn)XPS微球在基體中均勻分散，從而取得良好的增韌增強(qiáng)效果，有效提高管材性能，延長產(chǎn)品使用壽命。