一种改性聚丙烯塑料管材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性聚丙烯塑料管材及其制备方法，制备改性聚丙烯塑料管材的原料为：等规聚丙烯、丙烯酸酯、引发剂、抗氧化剂、催化剂、协效剂；制备方法包括：混料、交联：将等规聚丙烯、丙烯酸酯、引发剂、抗氧化剂、催化剂、协效剂投入料斗内高速混合，然后低温冷却搅拌，经过筛去除结块和粘融料后，得到混合物料；在机头口模处成型后形成连续体被螺杆挤出机外，经冷却凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。本发明制备得到的改性聚丙烯塑料管材抗氧化性能好、机械强度高、耐冲击效果好、使用寿命长，制备方法易操作，增加了聚丙烯塑料管材的应用范围。
【专利说明】
一种改性聚丙烯塑料管材及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子化合物的组合物领域，具体涉及一种改性聚丙烯塑料管材及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯塑料管材是常用的热塑性塑料管材，熔体粘度低，质量较轻，化学流动性 好，容易成型加工，耐热，耐腐蚀，无毒无臭，耐环境应力开裂性能较好，化学稳定性好，应用 范围十分广泛。但是由于聚丙烯材料化学结构中叔碳原子的活泼型，导致聚丙烯塑料易被 氧化，机械强度较低，耐冲击性能较差，使用寿命较短。因此需要对聚丙烯塑料管材进行改 性。目前聚丙烯塑料管材的改性方法主要有物理共混改性和化学改性。改性聚丙烯塑料管 材的成熟产品主要有:PP-H，PP-B，PP-R。
[0003]中国专利CN201310748952.7公开了一种聚丙烯电缆护套管，由阻燃聚丙烯材料制 成；按重量计，所述阻燃聚丙烯材料的组成为：聚丙烯50-70份，三元乙丙橡胶5-10份，超高 分子量聚乙烯5-10份，微胶囊红磷母粒14-17份，氢氧化铝4-8份，硼酸锌2-5份，硬脂酸钙 〇. 1-1份，抗氧剂〇. 2-1份，颜料0.01-0.1份。但是该专利由于在制备聚丙烯管材时添加了超 高分子量聚乙烯，原料混合物的相容性差，加工温度要求高，易造成制得的管材化学性质不 均一，加工难度大，生产成本高。
[0004] 中国专利CN201510133643.8公开了一种新型改性聚丙烯管材，以重量份计，包括 以下组分:聚丙烯15-30份，纳米碳酸钙2-5份，云母粉1-3份，纳米氧化钛1-3份，分散剂5-8 份，相容剂2-6份，防老化剂1-5份。但是该专利制备得到的改性聚丙烯管材的机械强度低、 耐冲击性能差，导致管材的使用寿命变短。
[0005] 因此，需要一种抗氧化性能好、机械强度高、耐冲击效果好、使用寿命长的改性聚 丙烯塑料管材及其制备方法，以增加聚丙烯塑料管材的应用范围。
【发明内容】
[0006] 本发明针对上述问题，提供一种改性聚丙烯塑料管材及其制备方法。
[0007] 本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
[0008] -种改性聚丙烯塑料管材，制备改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份为:等规 聚丙烯100份，丙烯酸酯5份~15份，引发剂0.02份~0.08份，抗氧化剂0.5份~1.0份，催化 剂0.01份~0.03份，协效剂0.01份~0.03份。
[0009] 进一步地，等规聚丙稀为：相对分子量为5000~8000，恪融指数为lg/min~2g/ min，等规度多93 %。
[0010] 进一步地，引发剂为:过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
[0011] 进一步地，抗氧化剂为:硫代二丙酸双十八酯或硫代二丙酸二月桂酯。
[0012] 进一步地，催化剂为:叔丁胺、乙酸酐、氯化铝中的任一种。
[0013] 进一步地，协效剂为:相对分子量为1000~2000的聚磷酸铵。
[0014] 本发明的另一发明目的，在于提供一种上述改性聚丙烯塑料管材的制备方法，包 括以下步骤：
[0015] 步骤S01，混料、交联:将所述重量份的等规聚丙烯、丙烯酸酯、引发剂、抗氧化剂、 催化剂、协效剂投入螺杆挤出机的料斗内，在惰性气体保护条件下，压力为〇 . 1Μ P a~ 0.3MPa，经对流剪切，高速混合2.5h~4h，然后降温至38°C~42°C，低温冷却搅拌lh~2.5h， 经过筛去除结块和粘融料后，得到混合物料；
[0016] 步骤S02,挤出成型：将步骤S01得到的混合物料在机头口模处成型后形成连续体 被螺杆挤出机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为:40 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材经冷却凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0017] 进一步地，步骤S01中，高速混合时的剪切速率为50/s~70/s。
[0018] 进一步地，步骤SOI中，低温冷却搅拌时的剪切速率为15/s~20/s。
[0019] 进一步地，步骤S02中，冷却的方式为：以10°C~13°C的水喷洒式冷却。
[0020] 本发明的优点是：
[0021] 1.本发明制得的改性聚丙烯塑料管材的抗氧化性能好、机械强度高、耐冲击效果 好、使用寿命长；
[0022] 2.本发明采用的制备方法简单、易操作，对生产设备要求不大，生产成本低，有利 于大规模生产。
【具体实施方式】
[0023] 以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的 多种不同方式实施。
[0024] 实施例1
[0025] -种改性聚丙烯塑料管材，制备改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份为:等规 聚丙烯100份，丙烯酸酯5份，引发剂0.02份，抗氧化剂0.5份，催化剂0.01份，协效剂0.01份。 [0026]其中等规聚丙烯为：相对分子量为5000,熔融指数为lg/min，等规度为93%。引发 剂为:过氧化苯甲酰。抗氧化剂为:硫代二丙酸双十八酯。催化剂为:氯化铝。协效剂为:相对 分子量为1000的聚磷酸铵。
[0027] 实施例2
[0028] -种改性聚丙烯塑料管材，制备改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份为:等规 聚丙烯100份，丙烯酸酯15份，引发剂0.08份，抗氧化剂1.0份，催化剂0.03份，协效剂0.03 份。
[0029]其中等规聚丙烯为:相对分子量为8000,熔融指数为2g/min，等规度为95%。引发 剂为:偶氮二异丁腈。抗氧化剂为:硫代二丙酸二月桂酯。催化剂为：乙酸酐。协效剂为:相对 分子量为2000的聚磷酸铵。
[0030] 实施例3
[0031 ] -种改性聚丙烯塑料管材，制备改性聚丙烯塑料管材的原料及其重量份为:等规 聚丙烯100份，丙烯酸酯10份，引发剂〇. 05份，抗氧化剂0.75份，催化剂0.02份，协效剂0.02 份。其中等规聚丙烯为：相对分子量为6500,熔融指数为1.5g/min，等规度为95%。引发剂 为:过氧化苯甲酰。抗氧化剂为:硫代二丙酸双十八酯。催化剂为:叔丁胺。协效剂为:相对分 子量为1500的聚磷酸铵。
[0032] 实施例4
[0033] -种改性聚丙烯塑料管材的制备方法，包括以下步骤：
[0034]步骤S01，混料、交联:将所述重量份的等规聚丙烯、丙烯酸酯、引发剂、抗氧化剂、 催化剂、协效剂投入螺杆挤出机的料斗内，在氮气保护条件下，压力为〇. IMPa，经对流剪切， 以50/s的剪切速率高速混合2.5h，然后降温至38°C，以15/s的剪切速率低温冷却搅拌lh，经 过筛去除结块和粘融料后，得到混合物料；
[0035]步骤S02，挤出成型：将步骤S01得到的混合物料在机头口模处成型后形成连续体 被螺杆挤出机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为:38 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材经10°C的水喷洒式冷却凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0036] 实施例5
[0037] -种改性聚丙烯塑料管材的制备方法，包括以下步骤：
[0038]步骤S01，混料、交联:将所述重量份的等规聚丙烯、丙烯酸酯、引发剂、抗氧化剂、 催化剂、协效剂投入螺杆挤出机的料斗内，在氩气保护条件下，压力为〇. 3MPa，经对流剪切， 以70/s的剪切速率高速混合4h，然后降温至42°C，以20/s的剪切速率低温冷却搅拌2.5h，经 过筛去除结块和粘融料后，得到混合物料；
[0039]步骤S02，挤出成型：将步骤S01得到的混合物料在机头口模处成型后形成连续体 被螺杆挤出机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为:42 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材经13°C的水喷洒式冷却凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0040] 实施例6
[0041 ] -种改性聚丙烯塑料管材的制备方法，包括以下步骤：
[0042]步骤S01，混料、交联:将所述重量份的等规聚丙烯、丙烯酸酯、引发剂、抗氧化剂、 催化剂、协效剂投入螺杆挤出机的料斗内，在氮气保护条件下，压力为〇. 2MPa，经对流剪切， 以60/s的剪切速率高速混合3.3h，然后降温至40°C，以17/s的剪切速率低温冷却搅拌1.7h， 经过筛去除结块和粘融料后，得到混合物料；
[0043]步骤S02，挤出成型：将步骤S01得到的混合物料在机头口模处成型后形成连续体 被螺杆挤出机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为:40 °C /240 °C /240 °C /245 °C /245 °C/245°C/250°C/250°C，管材经12°C的水喷洒式冷却凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。
[0044] 实验例1
[0045] 对实施例1~6所制的改性聚丙烯塑料管材的性能进行测试，测试结果如表1所示。 [0046] 其中抗冲击强度根据GB/T15142-2001测试。其中拉伸弹性模量根据IS0527-2测 试。其中交联度根据GB/T18474-2001测试。其中耐应力开裂在温度为80°C，压力为4MPa的条 件下进行测试。
[0047]表1改性聚丙烯塑料管材性能测试结果
[0048]
[0049] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人 员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，制备所述改性聚丙烯塑料管材的原料及其 重量份为:等规聚丙烯100份，丙烯酸酯5份~15份，引发剂0.02份~0.08份，抗氧化剂0.5份 ~1. 〇份，催化剂〇. 01份~〇. 03份，协效剂0.01份~0.03份。2. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述等规聚丙烯为:相对 分子量为5000~8000,恪融指数为lg/min~2g/min，等规度^93%。3. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述引发剂为:过氧化苯 甲酰或偶氮二异丁腈。4. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述抗氧化剂为:硫代二 丙酸双十八酯或硫代二丙酸二月桂酯。5. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述催化剂为:叔丁胺、乙 酸酐、氯化铝中的任一种。6. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯塑料管材，其特征在于，所述协效剂为：相对分子 量为1000~2000的聚磷酸铵。7. -种根据权利要求1~6中任一项所述的改性聚丙烯塑料管材的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： 步骤S01，混料、交联:将所述重量份的等规聚丙烯、丙烯酸酯、引发剂、抗氧化剂、催化 剂、协效剂投入螺杆挤出机的料斗内，在惰性气体保护条件下，压力为〇. IMPa~0.3MPa，经 对流剪切，高速混合2.5h~4h，然后降温至38°C~42°C，低温冷却搅拌lh~2.5h，经过筛去 除结块和粘融料后，得到混合物料； 步骤S02，挤出成型：将步骤S01得到的混合物料在机头口模处成型后形成连续体被螺 杆挤出机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为：38°C~42 °C/240°C/240 °C/245 °C/ 245°C/245°C/250°C/250°C，管材经冷却凝固后，即得改性聚丙烯塑料管材。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S01中，所述高速混合时的剪切速 率为50/s~70/s。9. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤SOI中，所述低温冷却搅拌时的剪 切速率为15/s~20/s。10. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S02中，所述冷却的方式为：以10 °C~13°C的水喷洒式冷却。
【文档编号】C08F220/10GK106084136SQ201610427928
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】潘海云
【申请人】潘海云