本发明涉及一种聚丙烯树脂，尤其涉及一种高强度耐热无规共聚聚丙烯树脂。
背景技术：
目前，国内家庭使用的铝塑管、pvc管和pe管都存在着明显的缺点。铝塑管使用压紧式连接，长时间后容易漏水。pvc管一般寿命只有15年，而且pvc管和pe管无法用于70℃以上高温热水。目前普通无规共聚聚丙烯树脂制成的管材也是使用寿命无法达到50年，不符合《gb/t18742-2002冷热水用聚丙烯管道系统》的要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高强度耐热无规共聚聚丙烯树脂。该聚丙烯树脂具有较高的强度而且耐热性好，制成的管材管件可以进行热熔焊接，并输送70℃以上高温热水，能达到《gb/t18742-2002冷热水用聚丙烯管道系统》中要求的50年使用寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种高强度耐热无规共聚聚丙烯树脂，其熔体流动速率为0.2~0.3g/10min，键合乙烯含量为4%～6%，简支梁缺口冲击强度(23℃)≥50kj/m2，热变形温度≥60℃，其以聚丙烯树脂、抗氧剂、吸酸剂和加工助剂为主要原料制备而成，其中，以聚丙烯的量为基准，所述原料间的质量比为：
聚丙烯树脂﹕抗氧剂=100﹕0.5~1
聚丙烯树脂﹕吸酸剂=100﹕0.05~0.15
聚丙烯树脂﹕加工助剂=100﹕0.03~0.1。
作为本发明的一个实施方式，所述的聚丙烯树脂由以下方法制备而成：以丙烯为原料加入反应釜中，并加入催化剂和助催化剂进行第一段反应，控制反应器的反应压力为2.2~2.4mpa，反应温度63~69℃，加入浓度为4100~4300ppm的氢气和3~4%乙烯反应；然后进行第二段反应，控制反应器的反应压力为2.1~2.3mpa，反应温度63~69℃加入丙烯、氢气和乙烯，氢气浓度3900~4100ppm，乙烯加入浓度1~3%，最终得到熔体流动速率为0.2~0.3g/10min，键合乙烯含量为4～6%，重均分子量为60~80万，分子量分布为4~6的聚丙烯基础粉料。
本发明所述的催化剂incatcdi具有第四代催化剂的最高聚合活性。cdi催化剂具有如下属性：可控形态学，超高活性及非常高的选择性。所生产的树脂粒度分布窄，催化剂残余最少，无腐蚀性，色泽极好，气味少，可控有规性和高稠度。这种高活性促使反应器产量高、工艺简单化，从而降低了资本投资和操作成本。
本发明所述的助催化剂：teal、改性剂dibdms。
本发明所述的抗氧剂为3-（3,5-双特丁基-4-羟基环己基）丙酸酯(1010)、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯(168)和2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯(330)的组合。
本发明所述的吸酸剂为硬脂酸钙。
本发明所述的加工助剂为含氟聚合物，具体有南京特塑科技有限公司的fx3966，3m公司的fx5927、fx5926、fx5922、fx5920、fx5924。
本发明的高强度耐热无规共聚聚丙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚丙烯树脂的制备：以丙烯为原料加入第一段反应器中，并加入催化剂和助催化剂，控制反应器的反应压力为2.2~2.4mpa，反应温度63~69℃，加入浓度为4100~4300ppm的氢气和3~4%乙烯反应；然后再经过第二段反应器，控制反应器的反应压力为2.1~2.3mpa，反应温度63~69℃加入丙烯、氢气和乙烯，氢气浓度3900~4100ppm，乙烯加入浓度1~3%，最终得到熔体流动速率为0.2~0.3g/10min，键合乙烯含量为4～6%，重均分子量为60~80万，分子量分布为4~6的聚丙烯粉料；
(2)按上述比例往所述聚丙烯基础粉料中加入抗氧剂、吸酸剂和加工助剂，混合均匀后，挤出造粒，获得高强度耐热无规共聚聚丙烯树脂材料。
本发明所述步骤(2)的挤出造粒温度为210~230℃。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明提供的高强度耐热无规共聚聚丙烯树脂的抗冲击效果比普通聚丙烯提高20~100%。按本发明生产的树脂茂名石化t4401简支梁缺口冲击强度60kj/m2以上，普通聚丙烯树脂如茂名石化k8003简支梁缺口冲击强度40kj/m2，茂名石化z30s简支梁缺口冲击强度30kj/m2，
(2)本发明提供的产品质量可达到只添加少量色母便可直接注塑管材管件。本发明无需再添加其他添加剂就能够得到很好的抗冲耐热性能。
(3)本发明提供的产品已通过《gb/t17219-1998生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》、《gb9693-88食品包装用聚丙烯树脂卫生标准》、《fda21cfr177.1520食品接触材料安全检测》认证。
(4)本发明提供的产品制成的管材管件能够输送70℃以上的高温热水，生产的管材管件连接方式为热熔焊接，长期使用不漏水。
具体实施方式
以下通过实施例更加详细地阐述本发明内容，但是下述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
实施例1
聚丙烯树脂的制备：以丙烯为原料加入反应釜中，并加入催化剂和助催化剂进行第一段反应，控制反应器的反应压力为2.2~2.4mpa，反应温度63~69℃，加入浓度为4100~4300ppm的氢气和3~4%乙烯反应。然后，进行第二段反应，控制反应器的反应压力为2.1~2.3mpa，反应温度63~69℃加入丙烯、氢气和乙烯，氢气浓度3900~4100ppm，乙烯加入浓度1~3%，最终得到熔体流动速率为0.28g/10min，键合乙烯含量为4.18%的聚丙烯粉料。
实施例2
聚丙烯树脂的制备：以丙烯为原料加入反应釜中，并加入催化剂和助催化剂进行第一段反应，控制反应器的反应压力为2.2~2.4mpa，反应温度63~69℃，加入浓度为4100~4300ppm的氢气和3~4%乙烯反应。然后，进行第二段反应，控制反应器的反应压力为2.1~2.3mpa，反应温度63~69℃加入丙烯、氢气和乙烯，氢气浓度3900~4100ppm，乙烯加入浓度1~3%，最终得到熔体流动速率为0.26g/10min，键合乙烯含量为4.26%的聚丙烯粉料。
实施例3
聚丙烯树脂的制备：以丙烯为原料加入反应釜中，并加入催化剂和助催化剂进行第一段反应，控制反应器的反应压力为2.2~2.4mpa，反应温度63~69℃，加入浓度为4100~4300ppm的氢气和3~4%乙烯反应。然后，进行第二段反应，控制反应器的反应压力为2.1~2.3mpa，反应温度63~69℃加入丙烯、氢气和乙烯，氢气浓度3900~4100ppm，乙烯加入浓度1~3%，最终得到熔体流动速率为0.26g/10min，键合乙烯含量为4.28%的聚丙烯粉料。
实施例1~3中使用的催化剂incatcdi具有第四代催化剂的最高聚合活性。cdi催化剂具有如下属性：可控形态学，超高活性及非常高的选择性。所生产的树脂粒度分布窄，催化剂残余最少，无腐蚀性，色泽极好，气味少，可控有规性和高稠度。这种高活性促使反应器产量高、工艺简单化，从而降低了资本投资和操作成本。助催化剂为teal和改性剂dibdms。
催化剂cdi用量为20-30g/t，助催化剂的用量teal为100g-150/t，dibdms为50-150g/t。
实施例1~3制备的聚丙烯基础粉料、吸酸剂、加工助剂和抗氧剂分别按以下质量比混合均匀后，在210~230℃挤出造粒，分别获得高强度耐热无规共聚聚丙烯树脂材料实验例1~3。
聚丙烯树脂﹕抗氧剂=100﹕0.7
聚丙烯树脂﹕吸酸剂=100﹕0.1
聚丙烯树脂﹕加工助剂剂=100﹕0.05。
实验例1~3的所述的抗氧剂为3-（3,5-双特丁基-4-羟基环己基）丙酸酯(1010)、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯(168)和2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯(330)的组合。吸酸剂为硬脂酸钙。加工助剂为含氟聚合物，具体有南京特塑科技有限公司的fx3966和3m公司的fx5927、fx5926、fx5922、fx5920、fx5924。
取上述实验例1~3中的聚丙烯树脂材料与茂名石化的k8003、ppb-m02d和ppb-mt25-s进行性能对比，结果参见表1。
从表1可以看出，实验例1~3比对茂名石化的k8003、ppb-m02d和ppb-mt25-s有更好简支梁缺口冲击强度和负荷变形温度性能。