一种聚丙烯组合物及其管材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚烯烃组合物技术领域，更具体地，涉及一种聚丙烯组合物及其管材。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯具有良好的力学性能、耐热性和加工性能，因而被广泛用于制造薄膜、纤 维、管材、中空制品和注塑制品等。不同的制品对聚丙烯有不同的性能要求，但是从反应釜 中获得的聚丙烯不能完全满足制品性能的需要，因而有大量专利和文献对聚丙烯的改性工 作进行了报道。如专利CN 1199753A中用乙烯-辛烯共聚橡胶和滑石粉与聚丙烯共混从 而提高聚丙烯的刚性和抗冲性能，该组合物适用于注塑汽车仪表板、车门装饰等制品；专利 CN 1068580A中将聚合级聚丙烯与化学降解聚丙烯共混制备高速纺丝聚丙烯专用料；专利 JP 95, 210239中用含氟的聚合物与聚丙烯共混以提高聚丙烯的加工性能和制品外观。
[0003] 聚丙烯管材无毒，同时刚性好、耐热温度高、易于连接，因而越来越被重视，已被广 泛用于热水输送、地下暖气管路和上下水管道等。用于这些领域的聚丙烯管材是在一定压 力下使用的，所用的原料是经过改性的聚丙烯，其价格昂贵。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种聚丙烯组合物，所述 聚丙烯组合物具有良好地刚性、抗冲击性和优异的加工性能。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种聚丙烯组合物的管材。
[0006] 本发明通过以下技术方案实现： 一种聚丙烯组合物，由如下重量份的化合物组成： 聚合级聚丙稀40-80,化学降解聚丙稀15-30,聚乙稀4,乙稀/ α -稀经共聚物5-10,嵌 段共聚聚丙烯30-35,乙烯基共聚物橡胶5-8,助剂3-7， 所述聚合级聚丙稀的恪体流动指数为7-20g/10min， 所述化学降解聚丙稀的恪体流动指数为20-50g/10min， 所述聚乙烯的密度为0. 915-0. 965g/cm3， 所述乙烯/ α -烯烃共聚物的密度为0. 860-0. 915g/cm3， 所述嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率介于3g/10min，分子量分布指数PDI介于3~4，乙 烯含量介于7-8wt%。
[0007] 本发明组合物中聚合级聚丙稀的恪体流动指数（Melt Flow Index，MFI)为 7-20g/10min (按 GB 3682-83 进行，210°C，2. 16kg)，最好为 9-12g/10min。它可以是均聚 物，也可以是与乙烯的共聚物。在组合物中，聚合级聚丙烯的加入量为40-80份，优选的是 50份。
[0008] 本发明中化学降解聚丙烯是指用少量化学降解促进剂（常用各种有机过氧化物 为聚丙烯的降解促进剂）对聚合级聚丙烯进行控制降解，这种方法可以将聚丙烯制成熔体 流动指数很高、分子量较小、分子量分布较窄的树脂。本发明中所用的化学降解聚丙烯的熔 体流动指数为20-50g/10min，它可以是均聚聚丙烯的降解产物，也可以是共聚聚丙烯的降 解产物。在组合物中，其用量为15-30%。
[0009] 本发明中所用的聚乙烯可以是密度为0. 915-0. 965g/cm3之间的各种聚乙烯，包括 低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯。在组合物中，其用量为 4%〇
[0010] 本发明中所用的乙烯/a-烯烃共聚物，α-烯烃是指(：5_(：2。的α-烯烃，如戊 稀-1、己稀-1、辛稀-1或4-甲基戊稀-1等。其密度为0. 860-0. 915g/cm3。在组合物中， 乙烯/ α -烯烃共聚物的用量为5-10%。
[0011] 本发明的聚丙烯组合物中还包括稳定剂、流动改性剂、着色剂、分散剂等各种助 剂。例如 Irgafos 168(三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯），Irganox 1010(四[β-(3， 5- 二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯），Tinuvin622 ( 丁二酸与（4-羟基-2, 2,6， 6- 四甲基-1-哌啶醇）的聚合物），Chimassorb 944(聚-{[6-[(1，1，3,3_四甲基丁基）-亚 氛基]_1，3, 5_二嘆_2,4_二基][2_ (2, 2,6,6_四甲基哌啶基）-氛基]-亚己基_[4_ (2, 2， 6,6-四甲基哌啶基）-亚氨基})等受阻酚或受阻胺类光稳定剂和热稳定剂。这些稳定剂可 以单独或复合使用，在组合物中的添加量为树脂重量的0. 1-0. 4% ;较佳用量为树脂重量的 0. 3%。流动改性剂为硬脂酸、硬脂酸钙、长链烷基脂肪酰胺等，这些流动改性剂可以单独或 复合使用，添加量为树脂重量的0. 5-0. 8%。着色剂可以用色粉或色母粒的形式加入，本发 明优选用炭黑或炭黑母粒。炭黑用量为树脂重量的3%。分散剂主要用于色粉或炭黑的分 散，可以是聚乙烯蜡、氯化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等，其用量与着色剂的用量相当。各种助剂的 添加总量为树脂重量的1-7%。
[0012] 嵌段共聚聚丙烯熔融指数为l-100g/min(ASTM D1238,230°C )，拉伸强度大于 20MPa，其含量为30-70。
[0013] 所述乙烯基共聚物橡胶是乙烯-丁烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、含乙烯 基芳香族化合物的橡胶中的一种或几种的组合物，其加入量为5-8份。
[0014] 本发明提供了一种聚丙烯管材的制造方法，将聚合级聚丙烯40-80份、化学降解 聚丙烯15-30份、聚乙烯4份、乙烯/ α -烯烃共聚物5-10份、嵌段共聚聚丙烯30-35、乙烯 基共聚物橡胶5-8份和助剂3-7份放入物料预混合设备中，混合均匀，形成混合物；将形成 的混合物放入挤出机，在200°C的温度条件下使物料熔融混合均匀；熔融混合均匀的物料 经成型机头在220°C挤出，冷却定型制得。这种组合物管材适用于工程塑料领域。
[0015] 优选的，所述的管材壁厚为6mm。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明所述聚丙烯组合物管材具有优良的物理性能。本发明涉及一种包括较多量聚 合级聚丙烯和化学降解聚丙烯、较少量聚乙烯、乙烯/ α -烯烃共聚物和包括稳定剂、流动 改性剂、着色剂、分散剂等助剂的聚丙烯组合物，该组合物具有良好的物理性质和挤出加工 性，通过将该组合物连续挤出制造的薄壁管材，具有结晶速度快且晶型可控，断裂伸长率与 常温、低温缺口冲击强度高，均衡的刚性和抗冲击性，优良的防老化性能和较长的使用寿 命。
【具体实施方式】
[0017] 本发明的内容范围可以通过下列实施例进一步补充解释，但是不能认为本发明仅 仅限于这些实施例。
[0018] 在下述实施例中，除炭黑外，其它助剂及用量为(与聚合级聚丙烯质量的百分比） 三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯）0· 1 %，四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯〇. 3%，聚-{[6-[(1，1，3,3-四甲基丁基）-亚氨基]-1，3,5-三嗪_2,4_二 基][2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基）-氨基]-亚己基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基）-亚氨 基} 0.4%，硬脂酸0.6%，聚乙烯蜡4%。
[0019] 实施例1 称取聚合级聚丙烯（MFI为7g/10min)8kg、化学降解聚丙烯（MFI为40g/10min) I. 5kg、 乙烯/辛烯-1共聚物（密度为〇· 863g/cm3) lkg、聚乙烯（密度为0· 935g/cm3) 0· 4 kg、嵌段 共聚聚丙烯3、乙烯-丙烯共聚物橡胶0. 5、炭黑0. 2kg及各种助剂置于高速混合机中混合 均匀，而后在管材挤出机上于200°C (料筒温度为200°C，成型机头温度为220°C)的温度下 进行管材挤出，所得管材直径为100mm，管材壁厚为5. 8mm。
[0020] 实施例2 称取聚合级聚丙稀（MFI为14g/10min)4kg、化学降解聚丙稀（MFI为50g/10min)3kg、 聚乙烯（密度为〇· 935g/cm3) 0· 4kg、乙烯/辛烯-1共聚物（密度为0· 885g/cm3) 0· 51kg、嵌 段共聚聚丙烯3. 5,乙烯-丁烯共聚物橡胶0. 8、炭黑0. 2kg及各种助剂置于高速混合机中 混合均匀，而后在管材挤出机上于200°C (料筒温度为200°C，成型机头温度为220°C )的温 度下进行管材挤出，所得管材直径为100mm，管材壁厚为6. 1mm。
[0021] 实施例3 称取聚合级聚丙烯（MFI为20g/10min)5kg、化学降解聚丙烯（MFI为20g/10min)2kg、 聚乙烯（密度为〇· 924g/cm3)0· 4kg、乙烯/辛烯-1共聚物（密度为0· 863g/cm3)0· 7kg、嵌 段共聚聚丙烯3. 2,乙烯-丙烯共聚物橡胶0. 6、炭黑0. 2kg及各种助剂置于高速混合机中 混合均匀，然后在SLF-35B型双螺杆挤出机上于200°C的温度（料筒温度为200°C，机头温 度为220°C)下进行熔融共混、挤出造粒。粒料烘干后，在管材挤出机组上于180-250°C的 温度下进行管材挤出，所得管材直径为100mm，壁厚为5. 8mm，外观光滑。
[0022] 对比例1 称取聚丙稀（MFI为18g/10min)4kg、炭黑160g及各种助剂置于高速混合机中混合均 匀，然后在管材挤出机组上于220°C的温度下进行管材挤出，不能顺利挤出直径为100_、 壁厚为6. Omm的管材。
[0023] 根据现行国家标准对实施例1~3和对比例所制得的管材的力学性能进行测试，结 果如下：
【主权项】
1. 一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述组合物由如下重量份的化合物组成： 聚合级聚丙稀40-80， 化学降解聚丙烯15-30， 聚乙烯4， 乙烯/α-烯烃共聚物5-10， 嵌段共聚聚丙烯30-35， 乙烯基共聚物橡胶5-8， 助剂3-7， 所述聚合级聚丙稀的恪体流动指数为7-20g/10min， 所述化学降解聚丙稀的恪体流动指数为20-50g/10min， 所述聚乙烯的密度为0. 915-0. 965g/cm3， 所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0. 860-0. 915g/cm3， 所述嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率介于3g/10min，分子量分布指数PDI介于3~4，乙 烯含量介于7-8wt%。2. 根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述的聚合级聚丙烯的熔体流动 指数为 9-12g/10min。3. 根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述的乙烯/α-烯烃共聚物中的 α_稀经为戊稀_1、己稀_1、辛稀-1或4_甲基戊稀_1。4. 根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述的乙烯基共聚物橡胶是乙 烯-丁烯共聚物橡胶、乙烯-辛烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、含乙烯基芳香族化 合物的橡胶中的一种或几种的组合物。5. -种由权利要求1~4任意一项搜索聚丙烯组合物制备得到的聚丙烯管材，其特征在 于，将聚合级聚丙烯40-80份、化学降解聚丙烯15-30份、聚乙烯4份、乙烯/α-烯烃共聚 物5-10份、嵌段共聚聚丙烯30-35、乙烯基共聚物橡胶5-8份和助剂3-7份放入物料预混合 设备中，混合均匀，形成混合物；将形成的混合物放入挤出机，在200°C的温度条件下使物 料熔融混合均匀；熔融混合均匀的物料经成型机头在220°C挤出，冷却定型制得。6. 根据权利要求5所述聚丙烯管材，其特征在于，所述的管材壁厚为5. 8-6. 2mm。
【专利摘要】本发明涉及一种聚丙烯组合物及其管材。该组合物由聚合级聚丙烯、化学降解聚丙烯、聚丙烯、乙烯/α-烯烃共聚物、嵌段共聚聚丙烯、乙烯基共聚物橡胶以适当的比例混合，添加助剂(如稳定剂、流动改性剂、分散剂、着色剂等)组成。采用该组合物通过熔融挤出可实现管材的薄壁化，该管材的壁厚在6mm左右，适用于节水灌溉系统的各种规格的管材，达到工程塑料级别。
【IPC分类】C08K5/526, C08L23/16, C08L23/08, C08K3/04, C08K13/02, C08L23/06, C08L53/00, C08L23/12
【公开号】CN105385034
【申请号】CN201510936729
【发明人】吴振宇
【申请人】吴振宇
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月15日