一种低收缩率、高稳定性PPR管材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料管道技术领域，尤其涉及一种低收缩率、高稳定性PPR管材及其制备方法，该管材选用不同种类的稳定剂：苯乙烯共聚物，无机稳定剂和木质素，其中苯乙烯共聚物可交联接枝在无规共聚聚丙烯链中，降低无规共聚聚丙烯材料的成型收缩率，并通过加入无机稳定剂的方式进一步抑制材料在成型过程中的运动，木质素可以调和苯乙烯共聚物、无规共聚聚丙烯链与无机稳定剂之间的关系，还能与特定的分散剂的相互配合，使各组分分散均匀，在保证PPR管材基本力学性能的同时，显著降低材料的收缩率，提高PPR管材质量的稳定性。PPR管材质量的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种低收缩率、高稳定性PPR管材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及塑料管道
，尤其涉及一种低收缩率、高稳定性PPR管材及其制备方法。

技术介绍

[0002]无规共聚聚丙烯(PPR)是第三代聚丙烯管材专用料，以PPR为基料制备的产品韧性好，强度高，加工性能和高温下抗蠕变性能突出，与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等产品相比，更具有节能节材、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，可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。
[0003]由于PPR材料本身收缩率大，且原料在混合过程中难以混合均匀，导致生产的PPR管存在内外径浮动大、管身性能不均一、难以保持稳定的技术问题，严重影响了PPR管材的进一步发展与应用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中PPR材料收缩率大，在制备PPR管材过程中各组分难以混合均匀，导致不同的产品内外径偏差大、管身性能不均一、质量差的技术问题。本专利技术提供一种低收缩率、高稳定性PPR管材及其制备方法，通过原料与制备工艺的设计，所制得的PPR管材收缩率低，截面光滑无颗粒，质量稳定。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0006]本专利技术实施例提供了一种低收缩率、高稳定性PPR管材：按重量份数计，包括以下组分：无规共聚聚丙烯：80
‑
120份，成核剂：0.1
‑r/>0.5份，稳定剂：8
‑
12份，分散剂：3
‑
5份，偶联剂3
‑
5份和色母1
‑
5份；其中稳定剂包括苯乙烯共聚物、改性木质素和无机稳定剂，分散剂包括硬脂酸盐和聚乙烯蜡。
[0007]相对于现有技术，本专利技术提供的低收缩率、高稳定性PPR管材选用三种不同的稳定剂，其中苯乙烯共聚物可交联接枝在无规共聚聚丙烯链中，在保证无规共聚聚丙烯材料强度的同时还能充分发挥出苯乙烯共聚物大空间位阻的作用，从分子结构上降低无规共聚聚丙烯材料的成型收缩率；无机稳定剂不仅自身能降低整个材料的收缩率，还能限制无规共聚聚丙烯分子链在成型过程中的运动，进一步抑制产品在成型过程中的收缩；木质素与无规共聚聚丙烯相容性较优，可以在保证产品力学性能的同时，调和苯乙烯共聚物、无规共聚聚丙烯链与无机稳定剂之间的关系。特定成分的分散剂，能使熔融后的材料混合得更加均匀，性质更加均一稳定，克服苯乙烯共聚物、木质素等材料的加入带来的原料混合不均、易团聚的问题，使产品的截面更加光滑平整，质量更稳定。各种材料之间的相互配合，使制得的PPR管材成型收缩率低，性质稳定，表面状态良好。
[0008]优选地，无规共聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为0.25
‑
0.35kg/10min。
[0009]优选地，苯乙烯共聚物为聚苯乙烯、苯乙烯
‑
丙烯腈共聚物或甲基丙烯酸甲酯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物中的一种或几种；无机稳定剂为滑石粉、纳米碳酸钙和与锰木粉中的一种或几种。
[0010]优选地，木质素为烷基改性木质素，具体可选用烷基改性后的乙酸木质素、酶解木质素或牛皮木质素。
[0011]烷基改性后的木质素在保证木质素捕获自由基的能力的同时提升与无规共聚聚丙烯的相容性，从而克服苯乙烯共聚物类稳定剂的加入对产品性能带来的影响，降低材料的收缩率，稳定管材产品的综合性能。.
[0012]优选地，稳定剂中苯乙烯共聚物、木质素和无机填料的质量比为1～3：1～3：2。
[0013]优选的稳定剂组成比例，各组分之间的协同关系效果最明显，在降低PPR材料收缩率的同时保证产品的基本性能。
[0014]优选地，偶联剂包括硅烷偶联剂和过氧化物交联剂，其中过氧化物交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸中的至少一种。
[0015]优选地，成核剂为磷酸类α成核剂，具体为双(4
‑
叔丁基)磷酸钠和2,2
‑
亚甲基
‑
双(4,6
‑
二叔丁基苯基)磷酸钠中的至少一种。
[0016]优选的成核剂种类，能加快无规共聚聚丙烯的结晶速率和结晶率，增加无规共聚聚丙烯结晶密度，保持管材物理机械性能的同时，对管材收缩率的降低也有一定的促进作用。
[0017]本专利技术还提供该低收缩率、高稳定性PPR管材的制备方法，具体包括以下步骤：
[0018]S1：取成核剂、色母、硬脂酸盐分散剂与相当于配方量40％
‑
60％的无规共聚聚丙烯，混合后在180
‑
220℃下熔融挤出造粒，得到基料母粒；将稳定剂、聚乙烯蜡和偶联剂混合后在300
‑
350℃温度下熔融挤出造粒，得到改性剂母粒；
[0019]S2：将所述基料母粒、改性剂母粒和剩余无规共聚聚丙烯，混合均匀后，在230
‑
250℃下熔融10
‑
20min，挤出、冷却定型，即得所述管材。
[0020]相对于现有技术，本制备方法首先将部分无规共聚聚丙烯与色母，成核剂和硬脂酸盐分散剂混合造粒，将稳定剂、偶联剂和分散剂混合造粒，然后再将分别制得的母粒与剩余无规共聚聚丙烯熔融、挤出、定型，以上分步混合的方式显著降低了原料的混合难度，也使原料混合得更加均匀，各原料充分发挥相互作用的同时也使熔融体系更加均一稳定，进一步保证产品的质量。
[0021]优选地，S1中制得的基料母粒的粒度为150
‑
300目，改性剂母粒的粒度为100
‑
150目。
[0022]优选的基料母粒和改性剂母粒粒度，能进一步提高原料的混合均匀性，缩短熔融搅拌时间，提高生产效率和产品质量。
[0023]优选地，S2中管材挤出后的冷却定型过程采用水冷的方式，具体的冷却速度为8
‑
10℃/min。
[0024]优选的冷却定型过程，能在避免管材在定型过程中受到外界因素影响而变质的同时，提高材料的稳定性，避免管材在冷却过程中产生质量问题，提高产品质量。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]以PPR为基料制备的管材韧性好，强度高，加工性能和高温下抗蠕变性能突出，与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等产品相比，更具有节能节材、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，可广泛用于多个
，但是由于PPR材料本身收缩率大，且原料在混合过程中难以混合均匀，导致生产的PPR管存在内外径偏差大、管身性能不均一、难以保持稳定的技术问题，严重影响了PPR管材的进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低收缩率、高稳定性PPR管材，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：无规共聚聚丙烯：80
‑
120份，成核剂：0.1
‑
0.5份，稳定剂：8
‑
12份，分散剂：3
‑
5份，偶联剂3
‑
5份和色母1
‑
5份；其中所述稳定剂包括苯乙烯共聚物、木质素和无机稳定剂，所述分散剂包括硬脂酸盐和聚乙烯蜡。2.如权利要求1所述的低收缩率、高稳定性PPR管材，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为0.25
‑
0.35kg/10min。3.如权利要求1所述的低收缩率、高稳定性PPR管材，其特征在于，所述苯乙烯共聚物为聚苯乙烯、苯乙烯
‑
丙烯腈共聚物或甲基丙烯酸甲酯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物中的一种或几种；和/或所述无机稳定剂为滑石粉、纳米碳酸钙和云母粉中的一种或几种。4.如权利要求3所述的低收缩率、高稳定性PPR管材，其特征在于，所述木质素为烷基改性木质素。5.如权利要求1所述的低收缩率、高稳定性PPR管材，其特征在于，所述稳定剂中苯乙烯共聚物、木质素和无机稳定剂的质量比为1～3：1～3：2。6.如权利要求1所述的低收缩率、高稳定性PPR管材，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和过氧化物交联剂，其中所述过氧化物交联剂为过氧化二苯甲酰、过...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦立，潘杰锋，何勇，朱海兵，李肖肖，
申请(专利权)人：联塑市政管道河北有限公司，
类型：发明
国别省市：