一种低透气PPR组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种低透气性能的PPR组合物及其制备方法和应用，所述PPR组合物包括如下按重量份计算的组分：聚丙烯树脂80～100份；纳米铝颗粒5～9份；碳纤维9～22份；石墨6～13份；聚乙烯醇10～18份；润滑剂5～15份。所述PPR组合物具有较好的低透气性能，所述透气率的最大值为0.932cm

【技术实现步骤摘要】
一种低透气PPR组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及塑料管材
，更具体地，涉及一种低透气PPR组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
无规共聚聚丙烯(polypropylenerandom；PPR)，其产品特点韧性好，强度高，加工性能优异，较高温度下抗蠕变性能好，并具有无规共聚聚丙烯特有的高透明性特点。PPR管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等产品相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等众多优点，广泛用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力与光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑、市政、工业和农业等多个领域。随着经济的快速发展，人们对于生活环境中使用的材料性能提出了更高的要求，尤其是跟人们生活息息相关的PPR管材，PPR管材长期埋在墙体内，若空气进入管材中，则管材内表面会附着和滋生细菌微生物，形成一些类似粘膜样的物质，衍生严重时还会形成大量的水垢杂质，很难通过水的自然压力冲洗干净，严重影响水质，因此，阻止空气进入管材内部就能够解决上述问题。例如中国专利(CN101407606A)公开了一种提高了阻氧性能的新型β晶聚丙烯(βPP-R)复合材料，提高阻氧性能是通过β成核剂、稀土纳米微粒、片状金属铝多元材料组分协同，但是该专利的低透气性能并不好。
技术实现思路
本专利技术为克服上述低透气性能差的缺陷，提供一种低透气PPR组合物。本专利技术的另一目的在于提供所述低透气PPR组合物的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供所述低透气PPR组合物的应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种低透气PPR组合物，所述组合物包括如下按重量份计算的组分：本专利技术采用纳米铝颗粒、碳纤维、石墨和聚乙烯醇共混，能够在聚丙烯树脂中形成一层致密的膜，可大幅度降低聚丙烯树脂的透气性能，防止空气中的氧气进入由所述组合物制备的PPR管材中。其中，纳米铝颗粒、碳纤维和石墨均匀分散在含有聚乙烯醇的聚丙烯中，形成交联的网状结构，碳纤维和石墨能够提高网状结构的强度，纳米铝颗粒分散并附着在聚乙烯醇的网状结构中提高低透气性能。优选地，所述纳米铝颗粒的平均粒径为20～60nm。所述纳米铝颗粒的平均粒径在20～60nm之间时，纳米铝颗粒的分散效果更好，低透气性能能够进一步提升。优选地，所述碳纤维的直径为5～7μm。所述碳纤维的直径在5～7μm时，能够更好地分布在聚丙烯中，力学性能较好；若碳纤维直径过长则会导致聚丙烯的韧性下降，过短则会使得聚丙烯树脂的透气率增大。优选地，所述石墨的粒径为2000～5000目。所述石墨的平均粒径在2000～5000时，能够与碳纤维更好的相容，提高强度。优选地，所述聚乙烯醇的分子量为18000～20000。所述聚乙烯醇的分子量在18000～20000之间时，能够形成较好的网状结构，分子量过低网状结构稀松，透气率增大；分子量过高，容易劣化聚丙烯树脂。优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物。优选地，所述组合物还含有抗紫外线剂。按重量份计，所述抗紫外线剂为6～17份；所述抗紫外线剂为2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)酚。所述低透气PPR组合物的制备方法，包括如下步骤：S1.按比例称取聚丙烯、纳米铝颗粒、碳纤维、石墨、聚乙烯醇、防紫外线剂、润滑剂混合均匀，得到预混料；S2.将步骤S1的预混料在挤出机中进行挤出、成型即得低透气的PPR组合物。优选地，所述挤出机的温度为180～220℃。一种PPR管材，由所述低透气PPR组合物制备而成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种低透气的PPR组合物，所述管材通过聚丙烯树脂、纳米铝颗粒、碳纤维、石墨共混，其中，纳米铝颗粒、碳纤维和石墨均匀分散在含有聚乙烯醇的聚丙烯中，形成交联的网状结构，碳纤维和石墨能够提高网状结构的强度，纳米铝颗粒分散在网状结构中提高低透气性能。所述PPR组合物的透气率的最大值为0.932cm3/m2.24h.0.1MPa。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。聚丙烯树脂：无规聚丙烯；纳米铝颗粒A：平均粒径10nm；纳米铝颗粒B：平均粒径20nm；纳米铝颗粒C：平均粒径40nm；纳米铝颗粒D：平均粒径70nm；纳米铝颗粒E：平均粒径90nm；片状纳米铝：市售碳纤维A：直径2μm；碳纤维B：直径5μm；碳纤维C：直径6μm；碳纤维D：直径7μm；碳纤维E：直径9μm；石墨：粒径2000目；聚乙烯醇A：分子量15000；聚乙烯醇B：分子量18000；聚乙烯醇C：分子量19000；聚乙烯醇D：分子量20000；聚乙烯醇E：分子量22000；抗紫外线剂：ExxelorTMPO1020；润滑剂：硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物。上述试剂均为市购。下面实施例和对比例均通过以下方法制备PPR管材，按照表1～2的重量比称取各组分；具体步骤如下：S1.按比例称取聚丙烯树脂、纳米铝颗粒、碳纤维、石墨、聚乙烯醇、防紫外线剂、润滑剂加入到高速混合机中混合均匀，混合速度700r/min，混合20min，得到预混料；S2.将步骤S1的预混料在挤出机中进行挤出、成型即得低透气性能的PPR管材；所述挤出机的温度为180～220℃。实施例1～5实施例1～5提供一系列的低透气PPR组合物，具体配方见表1，主要探究纳米铝颗粒的平均粒径对透气率的影响。表1实施例1～5的配方(份)实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5聚丙烯树脂9090909090纳米铝颗粒A6————纳米铝颗粒B—6———纳米铝颗粒C——6——纳米铝颗粒D———6—纳米铝颗粒E————6碳纤维C1010101010石墨88888聚乙烯醇B1212121212...

【技术保护点】
1.一种低透气PPR组合物，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种低透气PPR组合物，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：





2.根据权利要求1所述低透气PPR组合物，其特征在于，所述纳米铝颗粒的平均粒径为20～60nm。


3.根据权利要求1所述低透气PPR组合物，其特征在于，所述碳纤维的直径为5～7μm。


4.根据权利要求1所述低透气PPR组合物，其特征在于，所述石墨的粒径为2000～5000目。


5.根据权利要求1所述低透气PPR组合物，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为18000～20000。


6.根据权利要求1所述低透气PPR组合物，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：代营伟，李锦松，
申请(专利权)人：河南联塑实业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41