一种耐低温聚丙烯专用料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐低温聚丙烯专用料，所述专用料由以下组分及重量百分比组成：共聚聚丙烯基料60%-90%，烯烃嵌段共聚物（OBC）5%-20%，聚丙烯耐热增韧母料1%-6%，相容剂?2%-10%，光屏蔽剂2%-4%，抗氧化剂0.2%-0.4%，光稳定剂0.1%-0.2%。本发明通过选用特殊聚丙烯基料、新型增韧剂、特色助剂等材料，合理调配材料比例，运用共混改性工艺，使聚丙烯专用料在满足德国标准的基础上，兼具优异的低温适用性。
【专利说明】一种耐低温聚丙纟布专用料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚丙烯专用料，尤其涉及一种新型耐低温防腐管道聚丙烯专用料及其制备方法，属于高分子复合材料制备及加工领域。
【背景技术】
[0002]随着我国石油化工和天然气行业的蓬勃发展，国内外都广泛的使用了输油管道和输气管道，对于埋地钢质管道首先必须解决防护和腐蚀的问题。上世纪80年代国外推出了三层结构聚烯烃防腐层，三层结构由底层环氧粉末、中层胶黏剂、外层聚烯烃构成。在90年代中期，我国长输油气管道也采用了 3PE防腐涂层结构。近几年随着承担各种项目建设的需要，人们逐渐开始认识和使用3PP防腐涂层。由于PP与PE加工性能近似，使用3PE作业线完全能够生产出3PP涂层，不需要另建专门的3PP涂层作业线。且3PP涂层在某些性能上的优势，使它能够在3PE涂层不可作为的领域发挥重要作用，如在地表温度较高、日照时间较长的沙漠地区、高压输送领域以及复杂地形地貌区域等。专利CN1563171A公开了一种埋地钢质管道白色聚丙烯外防腐材料，该专利材料大幅提高了防腐层的耐温性，可应用于高温介质防腐管道。专利CN1247684C公开了一种白色聚丙烯防腐管道专用料的制备方法，其特点也是聚丙烯防腐材料具有耐高温性能。专利CN101717544A公开了一种黑色聚丙烯防腐材料及其制备方法，其特点是该黑色聚丙烯防腐材料具有高维卡和高硬度。虽然聚丙烯防腐材料相关的专利和技术较多，但是这些聚丙烯防腐材料都存在着低温环境下的适用性问题。因此，限制了 3PP防腐管道在低温环境下和昼夜温差大的地区的应用。因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种耐低温聚丙烯专用料，该专用料熔体流动速率较大，产品具有更好的加工性能。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，一种耐低温聚丙烯专用料，其特征在于，所述专用料包括以下原料组分及重量百分比:
共聚聚丙烯基料60%-90%
烯烃嵌段共聚物(OBC) 5%-20%
聚丙烯耐热增韧母料 1%_6%
相容剂2%-10%
光屏蔽剂2%-4%
抗氧化剂0.2%-0.4%
光稳定剂0.1%-0.2%。
[0005]作为本发明的一种改进，所述的相容剂为乙烯-辛烯热塑性弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(OBC-g-MAH)中的一种或两种以上的混合物。该技术方案中增加了相容剂，所述相容剂的引入使得烯烃嵌段共聚物在聚丙烯树脂中分散的更加细小和均匀，有利于改善材料的冲击性能和降低材料的脆韧转变温度，同时亦能保持材料的刚性，使材料的刚韧平衡得以改善。
[0006]作为本发明的一种改进，所述的共聚聚丙烯基料由共聚聚丙烯A和共聚聚丙烯B组成，所述共聚聚丙烯A与共聚聚丙烯B的比例为5:4—5:1，聚丙烯A为熔体流动速率小于1.0g/min的管材级或挤出级共聚聚丙烯,聚丙烯B为熔体流动速率小于10.0g/min的共聚聚丙烯。该技术方案中，选用了两种特殊共聚聚丙烯，聚丙烯A为管材级或挤出级共聚聚丙烯，可以使聚丙烯专用料满足现行的德国《钢质管道聚丙烯涂层》标准，聚丙烯B具有较高的熔体流动速率和低温冲击性能，保证了专用料具有好的加工性能和低温适用性。
[0007]作为本发明的一种改进，所述的烯烃嵌段共聚物(OBC)为乙烯-辛烯嵌段共聚物，具有多嵌段结构，软段为高辛烯含量的非晶链段，硬段为辛烯含量极少的高结晶性链段，所述软段中高辛烯含量为27%mol—28%mol，所述硬段辛烯含量为1.4%mol— 1.5%mol。该技术方案中添加烯烃嵌段共聚物(0BC)，使得专用料具有更好的低温抗冲韧性，同时具有耐高温性能，并且加工性能优异。聚丙烯B和烯烃嵌段共聚物的配合可以有效的提高聚丙烯专用料的低温韧性，使聚丙烯专用料满足在低温条件下的使用性。同时可以通过调节聚丙烯A和聚丙烯B的配比来调节聚丙烯专用料的具体性能指标，如熔体流动速率、拉伸强度、断裂伸长率等，从而使聚丙烯专用料的加工性能和机械性能达到最优化；通过调节聚丙烯A、聚丙烯B、烯烃嵌段共聚物的配比，可以使聚丙烯专用料同时获得良好的加工性能和低温抗冲性能。 [0008]作为本发明的一种改进，所述的聚丙烯耐热增韧母料是以聚丙烯为载体添加稀土β成核剂即WBG-1I制成的浓缩母料。加入聚丙烯耐热增韧母料不仅能够进一步提高聚丙烯专用料的韧性和热变形温度，同时减少材料的刚性损失和降低成本。
[0009]作为本发明的一种改进，所述的光屏蔽剂是纳米氧化锌或纳米二氧化钛或炭黑中的一种或几种混合物。使得专用料具有更加优异的抗紫外线的功能。
[0010]作为本发明的一种改进，所述的抗氧体系包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂DLTDP中的一种或两种以上的复配。抗氧体系选自受阻胺类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种或一种以上的混合物，如1010、1076、168、DLTDP等，抗氧体系保证了聚丙烯专用料在加工使用过程中具有良好的稳定性。
[0011]作为本发明的一种改进，所述的光稳定剂包括光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂770中的一种或两种以上的混合物，进一步保证专用料的稳定性。
[0012]一种耐低温聚丙烯专用料，其特征在于，所述专用料包括以下原料组分及重量百分比:
共聚聚丙烯基料50%-70%
烯烃嵌段共聚物(0BC) 10%-20%
聚丙烯耐热增韧母料 2%-5%
相容剂6%-10%
光屏蔽剂2%-6%
抗氧体系0.2%-0.3%
光稳定剂0.1%-0.2%。
[0013]作为本发明的一种改进，所述的相容剂为乙烯-辛烯热塑性弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(OBC-g-MAH)中的一种或两种以上的混合物。该技术方案中增加了相容剂，所述相容剂的引入使得烯烃嵌段共聚物在聚丙烯树脂中分散的更加细小和均匀，有利于改善材料的冲击性能和降低材料的脆韧转变温度，同时亦能保持材料的刚性，使材料的刚韧平衡得以改善。
[0014]作为本发明的一种改进，所述的共聚聚丙烯基料由共聚聚丙烯A和共聚聚丙烯B组成，所述共聚聚丙烯A与共聚聚丙烯B的比例为5:4—5:1，聚丙烯A为熔体流动速率小于1.0g/min的管材级或挤出级共聚聚丙烯,聚丙烯B为熔体流动速率小于10.0g/min的共聚聚丙烯。该技术方案中，选用了两种特殊共聚聚丙烯，聚丙烯A为管材级或挤出级共聚聚丙烯，可以使聚丙烯专用料满足现行的德国《钢质管道聚丙烯涂层》标准，聚丙烯B具有较高的熔体流动速率和低温冲击性能，保证了专用料具有好的加工性能和低温适用性。
[0015]一种耐低温聚丙烯专用料的制备方法，将各原料组分通过高混机混合后，在1800C _230°C下通过双螺杆挤出机挤出造粒，获得聚丙烯专用料。
[0016]相对于现有技术，本发明的优点如下，本发明通过选用特殊聚丙烯基料、新型增韧剂、特色助剂等材料，合理调配材料比例，运用共混改性工艺，使聚丙烯专用料在满足德国标准的基础上，兼具优异的低温适用性。通过国家标准和国际标准方法测试，与市场上普通管道防腐聚丙烯专用料相比具有以下突出表现:
I)产品具有多样性，由于光屏蔽剂的可选择性大，所以能够生产出黑、白两种不同颜色的产品，这样可以更好的满足市场需求。
[0017]2)熔体流动速率较大，产品具有更好的加工性能。 [0018]3)低温(_20°C)冲击强度由3KJ/m2提高到45 KJ/m2，断裂伸长率由400%增加到800%，大大的提高了聚丙烯专用料在低温条件下的抗冲击性能。由该聚丙烯专用料制成的防腐管道可适用于低温和昼夜温差大的地区，从而拓展了 3PP防腐管道的使用范围。
[0019]4、该技术方案成本较低,便于大规模推广使用。
【具体实施方式】
[0020]为了加深对本发明的理解和认识，下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步描述和介绍。
[0021]实施例1:
将50%共聚聚丙烯A，40%共聚聚丙烯B，5%0BC，2%相容剂，2%光屏蔽剂，1%聚丙烯耐热增韧母料，0.1%抗氧剂1010，0.2%抗氧剂168，0.1%光稳定剂622加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为180°C -230°C,转速设置为180r/min，料粒的基本性能:MI为1.8g/10min (230 °C ,2.16kg)，拉伸强度≥35MPa，断裂伸长率≥650%，常温冲击强度≥55KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥10 KJ/m2。
[0022]实施例2:
将50%共聚聚丙烯A，35%共聚聚丙烯B，8% 0BC, 3%相容剂，2%光屏蔽剂，2%聚丙烯耐热增韧母料，0.2%抗氧剂1010，0.2%抗氧剂168，0.2%光稳定剂622加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为180°C -230°C,转速设置为200r/min，料粒的基本性能:MI为1.6g/10min (230 °C ,2.16kg)，拉伸强度≥32MPa，断裂伸长率≥700%，常温冲击强度≥60KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥22KJ/m2。[0023]实施例3:
将50%共聚聚丙烯A，25%的共聚聚丙烯B，12%0BC, 6%的相容剂，3%的光屏蔽剂，4%聚丙烯耐热增韧母料，0.2%抗氧剂1010，0.2%抗氧剂168，0.2%光稳定剂944加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为1800C _230°C，转速设置为 250r/min，料粒的基本性能:MI 为 1.3g/10min(230°C，2.16kg)，拉伸强度≥28MPa，断裂伸长率≥750%，常温冲击强度≥68KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥ 36KJ/m2。
[0025]实施例5:
将50%共聚聚丙烯A，20%的共聚聚丙烯B，15%0BC, 7%的相容剂，3%的光屏蔽剂，5%聚丙烯耐热增韧母料，0.1%抗氧剂1010，0.2%抗氧剂168，0.1%光稳定剂770加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为1800C _230°C，转速设置为 280r/min，料粒的基本性能:MI 为 1.2g/10min(230°C，2.16kg)，拉伸强度≥25MPa， 断裂伸长率≥800%，常温冲击强度≥70KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥ 45KJ/m2。
[0026]实施例6:
将50%共聚聚丙烯A，10%的共聚聚丙烯B，20%0BC，10%的相容剂，4%的光屏蔽剂，6%聚丙烯耐热增韧母料，0.2%抗氧剂1010，0.2%抗氧剂168，0.2%光稳定剂770加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为1800C _230°C，转速设置为 300r/min，料粒的基本性能:MI 为 1.0g/10min(230°C，2.16kg)，拉伸强度≥22MPa，断裂伸长率≥820%，常温冲击强度≥70KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥ 45KJ/m2。
[0027]实施例7:
将35%共聚聚丙烯A，28%的共聚聚丙烯B，20%0BC, 8%的相容剂，4%的光屏蔽剂，5%聚丙烯耐热增韧母料，0.2%抗氧剂1010，0.1%抗氧剂168，0.2%光稳定剂770加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为1800C _230°C，转速设置为 300r/min，料粒的基本性能:MI 为 1.0g/10min(230°C，2.16kg)，拉伸强度≥25MPa，断裂伸长率≥830%，常温冲击强度≥70KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥ 45KJ/m2。
[0028]实施例8:
将40%共聚聚丙烯A，30%的共聚聚丙烯B，15%0BC, 7%的相容剂，3%的光屏蔽剂，5%聚丙烯耐热增韧母料，0.1%抗氧剂1010，0.1%抗氧剂168，0.2%光稳定剂770加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为180°C _230°C，转速设置为 300r/min，料粒的基本性能:MI 为 1.0g/10min(230°C，2.16kg)，拉伸强度≥23MPa，断裂伸长率≥825%，常温冲击强度≥70KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥ 45KJ/m2。
[0029]实施例9:
将45%共聚聚丙烯A，25%的共聚聚丙烯B，13%0BC, 10%的相容剂，4%的光屏蔽剂，3%聚丙烯耐热增韧母料，0.1%抗氧剂1010，0.1%抗氧剂168，0.2%光稳定剂770加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为1800C _230°C，转速设置为 300r/min，料粒的基本性能:MI 为 1.0g/10min(230°C，2.16kg)，拉伸强度≥22MPa，断裂伸长率≥820%，常温冲击强度≥70KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥ 45KJ/m2。
[0030]实施例10:
将48%共聚聚丙烯A，22%的共聚聚丙烯B，12%0BC, 9%的相容剂，5%的光屏蔽剂，4%聚丙烯耐热增韧母料，0.1%抗氧剂1010，0.1%抗氧剂168，0.1%光稳定剂770加入高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，料粒经100°C进行烘干2h除去水分。温度设置为1800C _230°C，转速设 置为 300r/min，料粒的基本性能:MI 为 1.0g/10min(230°C，2.16kg)，拉伸强度≥23MPa，断裂伸长率≥830%，常温冲击强度≥70KJ/m2，低温(_20°C )冲击强度≥ 45KJ/m2。
[0031]现有技术中的耐低温聚丙烯专用料的拉伸强度一般为20_28MPa，断裂伸长率400-450%，常温冲击强度≥50KJ/m2，低温(_20°C)冲击强度≥3 KJ/m2。通过上述实施例1一实施例6可以看出，该技术方案所述专用料的料粒的基本性能明显的优于现有技术中所述的专用料，应用范围更加广泛。
[0032]需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
【权利要求】
1.一种耐低温聚丙烯专用料，其特征在于，所述专用料包括以下原料组分及重量百分比: 共聚聚丙烯基料60%-90% 烯烃嵌段共聚物(OBC) 5%-20% 聚丙烯耐热增韧母料 1%_6% 相容剂2%-10% 光屏蔽剂2%-4% 抗氧化剂0.2%-0.4% 光稳定剂0.1%-0.2%。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯专用料，其特征在于:所述的相容剂为乙烯-辛烯热塑性弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(OBC-g-MAH)中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯专用料，其特征在于:所述的共聚聚丙烯基料由共聚聚丙纟布A和共聚聚丙纟布B组成，所述共聚聚丙纟布A与共聚聚丙纟布B的比例为5:4一5:1，聚丙烯A为熔体流动速率小于1.0g/min的管材级或挤出级共聚聚丙烯,聚丙烯B为熔体流动速率小于10.0g/min的共聚聚丙烯。
4.根据权利要求3所述的聚丙烯专用料，其特征在于:所述的烯烃嵌段共聚物(OBC)为乙烯-辛烯嵌段共聚物，具有多嵌段结构，软段为高辛烯含量的非晶链段，硬段为辛烯含量极少的高结晶性链段，所述软段中高辛烯含量为27%mol — 28%mol，所述硬段辛烯含量为1.4%mol—1.5%mol。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯专用料，其特征在于:所述的聚丙烯耐热增韧母料是以聚丙烯为载体添加稀土 β成核剂即WBG-1I制成的浓缩母料。
6.根据权利要求4或5所述的聚丙烯专用料，其特征在于:所述的光屏蔽剂是纳米氧化锌或纳米二氧化钛或炭黑中的一种或几种混合物。
7.一种耐低温聚丙烯专用料，其特征在于，所述专用料包括以下原料组分及重量百分比: 共聚聚丙烯基料50%-70% 烯烃嵌段共聚物(0BC) 10%-20% 聚丙烯耐热增韧母料 2%-5% 相容剂6%-10% 光屏蔽剂2%-6% 抗氧体系 0.2%-0.3% 光稳定剂0.1%-0.2%。
8.根据权利要求7所述的聚丙烯专用料，其特征在于:所述的相容剂为乙烯-辛烯热塑性弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(0BC-g-MAH)中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求7或8所述的聚丙烯专用料，其特征在于:所述的共聚聚丙烯基料由共聚聚丙纟布A和共聚聚丙纟布B组成，所述共聚聚丙纟布A与共聚聚丙纟布B的比例为5:4一5:1，聚丙烯A为熔体流动速率小于1.0g/min的管材级或挤出级共聚聚丙烯,聚丙烯B为熔体流动速率小于10.0g/min的共聚聚丙烯。
10.根据权利要求1-9任一项所述的聚丙烯专用料的制备方法，其特征在于:将各原料组分通过高混机混合后，温度设定在180°C -230°C，螺杆转速设定为180-300转/分条件下通过双螺杆挤出机挤出造粒， 获得聚丙烯专用料。
【文档编号】C08L53/00GK104004271SQ201410238178
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月2日 优先权日:2014年6月2日
【发明者】朱东升, 张宝善, 韩丹, 孟富新, 顾浦中, 刘凤, 徐贤安 申请人:江苏凯力高分子科技有限公司