專利名稱：一種耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料、制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)管又叫三型聚丙烯管、無規(guī)共聚聚丙烯管，是由無規(guī)共聚聚丙烯管材專用料經(jīng)擠出加工而成。PPR管材除了具有一般塑料管材質(zhì)量輕、強(qiáng)度好、耐腐蝕和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)內(nèi)壁光滑，流動(dòng)阻カ小而且不結(jié)垢；安裝操作簡(jiǎn)單方便，具有可焊性，可在幾秒鐘內(nèi)焊接在一起；PPR管材在生產(chǎn)和施工工程中產(chǎn)生的廢 品可回收利用，能降低生產(chǎn)成本，不污染環(huán)境；耐熱性能好，最高工作溫度能達(dá)到95°C，在
I.OMPa壓カ下長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)70°C。聚丙烯無規(guī)共聚物通常是在ー個(gè)反應(yīng)器中通入丙烯和少量的其他単體，主要為乙烯，有時(shí)也用I-丁烯和I-己烯進(jìn)行無規(guī)共聚得到的。一般無規(guī)共聚物中共聚單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% _7%。無規(guī)共聚聚丙烯與均聚聚丙烯相比，無規(guī)共聚物的拉伸強(qiáng)度、模量、硬度和熱變形溫度等均有所降低，但沖擊強(qiáng)度和透明性得到提高。無規(guī)共聚聚丙烯管材專用料的相對(duì)分子質(zhì)量高，熔融指數(shù)< 0. 5g/10min,因而有良好的機(jī)械性能。又由于こ烯隨機(jī)嵌入丙烯長(zhǎng)鏈中，増大了分子間的纏繞性能，因而具有極佳的耐環(huán)境應(yīng)カ開裂性和抗蠕變性。PPR管材在低溫下發(fā)脆是其缺點(diǎn)之一，它的脆化溫度為-10°C左右，因而冬天氣溫很低的時(shí)候，在運(yùn)輸及安裝過程中極易發(fā)生損壞。因此，如何進(jìn)ー步提高PPR管材的低溫沖擊性能已成為ー項(xiàng)具有很高實(shí)用價(jià)值的課題。針對(duì)這ー問題，傅強(qiáng)，羅鋒，王柯等在專利公開號(hào)為CN101891923A專利中提到先將無規(guī)共聚聚丙烯和3成核劑熔融共混制成3成核劑母料，然后將3成核劑母料添加到無規(guī)共聚聚丙烯中熔融共混制成低溫下具有良好韌性的無規(guī)共聚聚丙烯改性粒料。但是，^成核劑在提高無規(guī)共聚聚丙烯低溫韌性的幅度有限。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服PPR管材低溫發(fā)脆的缺陷，本發(fā)明的目的是提供ー種耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料，該材料低溫沖擊強(qiáng)度非常高，耐低溫性能好。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供ー種上述耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料的制備方法。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供ー種將上述耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料制備成PPR管材的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了ー種耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料，該材料包括以下組分和重量份無規(guī)共聚聚丙烯70-100份，P 成核劑0.01-1 份，こ稀-羊稀共聚物2-15份，
無機(jī)填料1-15份，抗氧劑0.1-0. 6 份。所述的無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)是こ烯含量為3% -5%的こ烯-丙烯無規(guī)共聚物，重均分子量在50萬以上，熔融指數(shù)低于0.5g/10min。所述的P成核劑選自芳香酰胺類3成核劑或稀土配合物3晶成核劑。
所述的こ烯-辛烯共聚物(POE)為線形こ烯-辛烯共聚物，密度為0. 88-0. 90g/cm3,熔融指數(shù)為l_50g/10min。所述的無機(jī)填料選自滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇中的ー種或幾種。所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑選自受阻酚或硫酯類抗氧劑中的ー種或幾種，進(jìn)ー步選自四[甲基-￠-(3, 5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酷]季戊四醇酯(抗氧劑1010);輔抗氧劑選自亞磷酸酯抗氧劑，進(jìn)ー步選自三[2. 4-ニ叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)。本發(fā)明還提供了ー種上述耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料的制備方法，該方法包括以下步驟將70-100份無規(guī)共聚聚丙烯、0. 01-1份P成核劑、2-15份こ烯-辛烯共聚物、1-15份無機(jī)填料和0. 1-0. 6份抗氧劑,放入高速混合器中干混3-5分鐘,將混合好的原料用擠出機(jī)熔融擠出，造粒。所述的擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度180-21 (TC，均化段溫度200-220°C，模ロ溫度190-210°C。本發(fā)明還提供了ー種將上述耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料制備成PPR管材的方法，該方法包括以下步驟將制備得到的無規(guī)共聚聚丙烯材料，用PPR管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。所述的PPR管材生產(chǎn)線的擠出溫度為一區(qū)150-180°C，ニ區(qū)190_200°C，三區(qū)200-210°C,四區(qū)200-220°C，模具溫度為190-210°C，冷卻水溫度15_20°C，冷卻定型真空為 0. 4MPa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、本發(fā)明通過同時(shí)添加P成核劑和こ烯-辛烯共聚物，使得無規(guī)共聚聚丙烯材料的低溫下沖擊強(qiáng)度非常高，耐低溫性能好。2、本發(fā)明通過添加少量無機(jī)填料解決因耐低溫性能的提高而帶來的剛性下降的問題。3、本發(fā)明提出的ー種耐低溫PPR管材制備エ藝簡(jiǎn)単，生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明。在實(shí)施例及對(duì)比例配方中，PPR為大慶煉化公司生產(chǎn)的無規(guī)共聚聚丙烯，商品牌號(hào)為PA14D，其熔融指數(shù)為0. 33g/10min(230°C,2. 16kg)，無規(guī)共聚聚丙烯是こ烯含量為3%-5%的こ烯-丙烯無規(guī)共聚物，重均分子量在50萬以上。所用的芳香酰胺類P成核劑為山西化工研究院的TMB-4，所用的稀土配合物P晶成核劑為廣州煒林納功能材料有限公司的WBG-A。所用的POE為杜邦公司產(chǎn)品8150，こ烯-辛烯共聚物(POE)為線形こ烯-辛烯共聚物，密度為0. 88-0. 90g/cm3，熔融指數(shù)為l_50g/10min。所用的滑石粉的粒徑范圍均為10微米。所用的碳酸鈣為納米碳酸鈣，其粒徑范圍均為40納米。所用的主抗氧劑為汽巴公司產(chǎn)品抗氧劑1010，化學(xué)名稱為四[甲基-￠-(3, 5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酷]季戊四醇酷。輔抗氧劑為汽巴公司產(chǎn)品抗氧劑168，化學(xué)名稱為三[2. 4-ニ叔丁基苯基]亞
磷酸酷。實(shí)施例I將70份無規(guī)共聚聚丙烯PA14D、0. 01份成核劑TMB-4、15份POE 8150、10份滑石粉、5份納米碳酸鈣、0. I份抗氧劑1010，放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒。雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度 180-21 (TC，均化段溫度 200_220°C，模ロ溫度 190_210°C。再將造粒好的粒料用PP-R管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。擠出溫度為一區(qū) 150-180°C，ニ區(qū)190-200°C，三區(qū)200-210°C，四區(qū)200-220°C，模具溫度為 190_210°C，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為0. 4MPa。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例2將80份無規(guī)共聚聚丙烯PA14D、0. I份成核劑TMB_4、8份POE 8150,8份滑石粉、0. I份抗氧劑1010、0. 2份抗氧劑168，放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒。雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度 180-21 (TC，均化段溫度 200_220°C，模ロ溫度 190_210°C。再將造粒好的粒料用PP-R管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。擠出溫度為一區(qū)150-180°C，ニ區(qū)190-200°C，三區(qū)200-210°C，四區(qū)200-220°C，模具溫度為 190_210°C，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為0. 4MPa。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例3將85份無規(guī)共聚聚丙烯PA14D、0. 05份成核劑TMB_4、5份POE 8150、5份滑石粉、5份納米碳酸鈣、0. 15份抗氧劑1010、0. 25份抗氧劑168放入高速混合器中干混3_5分鐘，將混合好的原料用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒。雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度180-21 (TC，均化段溫度200_220°C，模ロ溫度190-210°C。再將造粒好的粒料用PP-R管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。擠出溫度為一區(qū)150-180°C，ニ區(qū)190-200°C，三區(qū)200-210°C，四區(qū)200-220°C，模具溫度為 190_210°C，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為0. 4MPa。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例4將91份無規(guī)共聚聚丙烯PA14D、0. 5份成核劑WBG_A、2份POE 8150,5份滑石粉、0. I份抗氧劑1010、0. 2份抗氧劑168，放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒。雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度 180-21 (TC，均化段溫度 200_220°C，模ロ溫度 190_210°C。再將造粒好的粒料用PP-R管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。擠出溫度為一區(qū)150-180°C，ニ區(qū)190-200°C，三區(qū)200-210°C，四區(qū)200-220°C，模具溫度為 190_210°C，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為0. 4MPa。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例5將94份無規(guī)共聚聚丙烯PA14D、I份成核劑WBG_A、5份POE 8150、I份滑石粉、0. I份抗氧劑1010、0. 2份抗氧劑168，放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒。雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度180-21 (TC，均化段溫度200-220°C，模ロ溫度190-210°C。再將造粒好的粒料用PP-R管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。擠出溫度為一區(qū)150-180°C，ニ區(qū)190-200°C，三區(qū)200-210°C，四區(qū)200-220°C，模具溫度為 190_210°C，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為0. 4MPa。性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例6將100份無規(guī)共聚聚丙烯PA14D、0. 2份成核劑TMB_4、3份POE 8150、I份納米碳酸鈣、0. 2份抗氧劑1010、0. 2份抗氧劑168放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒。雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度 180-21 (TC，均化段溫度 200_220°C，模ロ溫度 190-210°C。

再將造粒好的粒料用PP-R管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。擠出溫度為一區(qū)150-180°C，ニ區(qū)190-200°C，三區(qū)200-210°C，四區(qū)200-220°C，模具溫度為 190_210°C，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為0. 4MPa。性能測(cè)試結(jié)果見表I。對(duì)比例將100份無規(guī)共聚聚丙烯PA14D、0. I份抗氧劑1010、0. 2份抗氧劑168放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒。雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度180-210°C，均化段溫度200-220°C，模ロ溫度 190-210°C。再將造粒好的粒料用PP-R管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。擠出溫度為一區(qū)150-180°C，ニ區(qū)190-200°C，三區(qū)200-210°C，四區(qū)200-220°C，模具溫度為 190_210°C，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為0. 4MPa。性能測(cè)試結(jié)果見表I。性能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)將上述造粒好的粒子，在90-100°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥2-3小時(shí)，然后在注塑成型機(jī)上注塑成型制樣。拉伸性能測(cè)試按ISO 527-2進(jìn)行；彎曲性能按ISO 178進(jìn)行；懸臂梁沖擊強(qiáng)度按ISO 180進(jìn)行；管材靜液壓試驗(yàn)按GBT 18742進(jìn)行。表I
權(quán)利要求
1.一種無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于該材料包括以下組分和重量份 無規(guī)共聚聚丙烯70-100份， β成核劑O. 01-1份， 乙烯_辛烯共聚物2-15份， 無機(jī)填料1-15份， 抗氧劑O. 1-0. 6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于所述的無規(guī)共聚聚丙烯是乙烯含量為3% -5%的乙烯-丙烯無規(guī)共聚物，重均分子量在50萬以上，熔融指數(shù)低于O.5g/10mino
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于所述的β成核劑選自芳香酰胺類β成核劑或稀土配合物β晶成核劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于所述的乙烯-辛烯共聚物為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為O. 88-0. 90g/cm3，熔融指數(shù)為l_50g/10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于所述的無機(jī)填料選自滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑選自受阻酚或硫酯類抗氧劑中的一種或幾種，進(jìn)一步選自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯；輔抗氧劑選自亞磷酸酯抗氧劑，進(jìn)一步選自三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。
7.權(quán)利要求I至6任一所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟 將70-100份無規(guī)共聚聚丙烯、O. 01-1份β成核劑、2-15份乙烯-辛烯共聚物、1-15份無機(jī)填料和O. 1-0. 6份抗氧劑，放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用擠出機(jī)熔融擠出，造粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料的制備方法，其特征在于所述的擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)料段溫度160-180°C，壓縮段溫度180-200°C，塑化段溫度180-21 (TC，均化段溫度 200-220°C，模口溫度 190-210°C。
9.將權(quán)利要求I至6任一所述的無規(guī)共聚聚丙烯材料制備成PPR管材的方法，其特征在于該方法包括以下步驟將制備得到的無規(guī)共聚聚丙烯材料，用PPR管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備PPR管材的方法，其特征在于所述的PPR管材生產(chǎn)線的擠出溫度為一區(qū)150-180°C，二區(qū)190-200°C，三區(qū):200-210°C，四區(qū):200-220。。，模具溫度為190-21 (TC，冷卻水溫度15-20°C，冷卻定型真空為O. 4MPa。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種耐低溫?zé)o規(guī)共聚聚丙烯材料、制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明公開的無規(guī)共聚聚丙烯材料包括以下組分和重量份70-100份無規(guī)共聚聚丙烯、0.01-1份β成核劑、2-15份乙烯-辛烯共聚物、1-15份無機(jī)填料和0.1-0.6份抗氧劑。該無規(guī)共聚聚丙烯材料的制備方法包括以下步驟將70-100份無規(guī)共聚聚丙烯、0.01-1份β成核劑、2-15份乙烯-辛烯共聚物、1-15份無機(jī)填料和0.1-0.6份抗氧劑，放入高速混合器中干混3-5分鐘，將混合好的原料用擠出機(jī)熔融擠出，造粒。一種將無規(guī)共聚聚丙烯材料制備成PPR管材的方法，該方法包括以下步驟將制備得到的無規(guī)共聚聚丙烯材料，用PPR管材生產(chǎn)線加工成PPR管材。本發(fā)明的材料低溫下沖擊強(qiáng)度非常高，耐低溫性能好。
文檔編號(hào)C08K3/26GK102850663SQ20111017900
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者王賀宜 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司