PPR管材专用树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PPR管材专用树脂及其制备方法，PPR管材专用树脂包括以下重量份的组分：无规共聚聚丙烯树脂100重量份，抗氧剂0.1～3重量份；其中，所述无规共聚聚丙烯树脂在230℃，载荷2.16Kg时，熔体流动速率为0.2

【技术实现步骤摘要】
PPR管材专用树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于树脂领域，具体涉及PPR管材专用树脂，该PPR管材专用树脂的制备方法。

技术介绍

[0002]塑料管材在今天的生活和工业领域中，以其抗腐蚀、耐老化、环保安全而越来越受青睐，发挥着重要的、不可替代的作用。无规共聚聚丙烯热水管具有节能、卫生、耐腐蚀、耐热、耐压，使用寿命长，安装方便、连接可靠、物料可回收利用等特点，可广泛用于热水管、热水采暖系统用管、工业用热水管、温泉水管材、太阳能住宅温水管等。
[0003]无规共聚聚丙烯管材发源于欧洲，20世纪90年代，德国克罗斯玛菲(KRAVSSMAFFEI)公司开发成功世界上第一条丙烯共聚物管材生产线。由于管材性能优越，引起人们的关注，短短几年里，德国塑料管材格局重新定位，在与其它管材的竞争中，无规共聚聚丙烯管材跃居第二位，在德国80％的室内自来水及采暖用管采用无规共聚聚丙烯管材。随后世界各国均对聚丙烯共聚物管材进行研制开发和生产，无规共聚聚丙烯管材以较快的速度发展。1998年，我国政府也发出《关于快速推广应用化学建材和限制、淘汰落后产品的规定》，要求2000年6月1日起，新建建筑禁用镀锌及铸铁管，推广使用环保型无规共聚聚丙烯管材，在国家政策的引导下，无规共聚聚丙烯管材在市场上显示出强劲的生命力，其发展前景十分看好，商家也纷纷投资引进PPR管材生产线，到目前止，我国有引进及国产无规共聚聚丙烯生产线130条，形成6～7万吨的无规共聚聚丙烯管材生产能力。但国内无规共聚聚丙烯管材普遍存在着加工性能差、长期耐老化性能差等问题。
[0004]无规共聚聚丙烯树脂成型加工过程中会出现由于熔体强度低、分子量分布窄造成的管壁厚不均匀或管外壁出现鲨鱼皮现象和管内壁不光滑，另外由于无规共聚聚丙烯热水管在使用过程中要承受一定的水压及环境老化，故要求无规共聚聚丙烯热水管具有优异的长期耐老化性能和保持一定的环应力，故在生产无规共聚聚丙烯管材时，需要加入一定量的专用助剂，以改善无规共聚聚丙烯的加工性能，并赋予管材优异的耐老化性能和力学性能，满足建筑行业对无规共聚聚丙烯热水管材的使用要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种PPR管材专用树脂及其制备方法，以克服现有技术中PPR管材专用树脂熔体强度和刚性较低，抗冲击性能与加工性能较弱的缺陷。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种PPR管材专用树脂，包括以下重量份的组分：无规共聚聚丙烯树脂100重量份，抗氧剂0.1～3重量份；其中，所述无规共聚聚丙烯树脂在230℃，载荷2.16Kg时，熔体流动速率为0.2
‑
0.5g/10min，共聚单体乙烯含量在2wt％～10wt％之间，简支梁冲击强度大于30KJ/m2。
[0007]本专利技术所述的PPR管材专用树脂，其中，所述无规共聚聚丙烯树脂中，部分乙烯分子无规分布在聚丙烯链段中，无规分布的乙烯分子占乙烯分子的摩尔比为70
‑
100：100。
[0008]本专利技术所述的PPR管材专用树脂，其中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0009]本专利技术所述的PPR管材专用树脂，其中，还包括加工助剂、吸酸剂和偶联剂，所述加工助剂为有机硅类、有机氟类聚合物、低分子聚丙烯、低分子聚乙烯蜡中的至少一种，所述吸酸剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、水滑石中的至少一种，所述偶联剂为硅烷类、酞酸酯类、铝酸酯类、稀土偶联剂中的至少一种。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种PPR管材专用树脂的制备方法，该PPR管材专用树脂包括无规共聚聚丙烯树脂，所述无规共聚聚丙烯树脂是采用Ziegler
‑
Natta催化剂体系，通过一步法合成的，所述Ziegler
‑
Natta催化剂体系包括主催化剂，所述主催化剂制备方法包括如下步骤：
[0011]步骤1，将球形醇镁化合物加入到
‑
20
‑
10℃的含有钛化合物和钒化合物的混合物中反应，钛与镁的摩尔比为1:5
‑
1:50，钒与钛的摩尔比为1:20
‑
1:50；
[0012]步骤2，升高温度至30
‑
80℃，加入内给电子体化合物，镁与内给电子体化合物的摩尔比为2
‑
15:l；
[0013]步骤3，再升温至100
‑
150℃进行反应，反应混合物经过滤后加入与步骤1等量的含有钛钒的化合物，于100
‑
150℃进行反应，再经过滤、洗涤、干燥后得到催化剂。
[0014]本专利技术所述的PPR管材专用树脂的制备方法，其中，所述钛化合物是氯代三烷氧基钛、二氯二烷氧基钛、三氯烷氧基钛、四氯化钛和四溴化钛中的至少一种；所述钒化合物为六氟钒酸铵、硝酸钒、草酸氧钒、偏钒酸铵、硫酸氧钒、硫酸氧化钒(IV)水合物、硫酸钒(III)、三氯代氧化钒、原钒酸钠、偏钒酸钠中的至少一种。
[0015]本专利技术所述的PPR管材专用树脂的制备方法，其中，所述内给电子体选自脂肪羧酸酯、芳香羧酸酯、磷酸酯、二元醇酯、脂肪二醚和芳香醚中的一种或多种。
[0016]本专利技术所述的PPR管材专用树脂的制备方法，其中，所述球形醇镁化合物的制备方法为：在惰性气体保护下，将无水MgCl2和乙醇加入到三口瓶中，然后升温到110
‑
140℃，成为均相溶液后，高速搅拌0.5
‑
2小时后，转移到
‑
20～
‑
10℃的正己烷中，缓慢加热减压蒸馏出过量的正己烷和乙醇，氯化镁冷却结晶析出成球，真空干燥，惰性气体下储存。
[0017]本专利技术所述的PPR管材专用树脂的制备方法，其中，所述无规共聚聚丙烯树脂的制备方法包括：将丙烯和乙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体存在下，进行聚合，得到所述无规共聚聚丙烯树脂。
[0018]本专利技术所述的PPR管材专用树脂的制备方法，其中，所述助催化剂为有机铝化合物，所述外给电子体为硅烷类化合物。
[0019]本专利技术所述的PPR管材专用树脂的制备方法，其中，将所述无规共聚聚丙烯树脂和助剂搅拌混合均匀，搅拌速度为300
‑
500r/min，经挤出造粒制得PPR管材专用树脂；所述助剂包括抗氧剂、吸酸剂、偶联剂中的至少一种。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术提供的PPR管材专用树脂通过无规共聚聚丙烯制备方法的调整，显著改善了因乙烯单体随机加入聚丙烯中单体分散不均而导致的加工性差，及分子量分布窄出现使管外壁呈现鲨鱼皮状、内壁不光滑的缺点，使无规共聚聚丙烯树脂的加工性能、力学性能、耐环境应力开裂性能及长期耐老化性能得到显著提升，具有良好的性价比和推广前景。进
一步地，本专利技术PPR管材专用树脂具有较高的熔体强度和刚性，同时具有良好的抗冲击性能与加工性能，解决了聚丙烯树脂既要提高刚性又要提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PPR管材专用树脂，其特征在于，包括以下重量份的组分：无规共聚聚丙烯树脂100重量份，抗氧剂0.1～3重量份；其中，所述无规共聚聚丙烯树脂在230℃，载荷2.16Kg时，熔体流动速率为0.2
‑
0.5g/10min，共聚单体乙烯含量在2wt％～10wt％之间，简支梁冲击强度大于30KJ/m2。2.根据权利要求1所述的PPR管材专用树脂，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯树脂中，部分乙烯分子无规分布在聚丙烯链段中，无规分布的乙烯分子占乙烯分子的摩尔比为70
‑
100：100。3.根据权利要求1所述的PPR管材专用树脂，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的PPR管材专用树脂，其特征在于，还包括加工助剂、吸酸剂和偶联剂，所述加工助剂为有机硅类、有机氟类聚合物、低分子聚丙烯、低分子聚乙烯蜡中的至少一种，所述吸酸剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、水滑石中的至少一种，所述偶联剂为硅烷类、酞酸酯类、铝酸酯类、稀土偶联剂中的至少一种。5.一种PPR管材专用树脂的制备方法，其特征在于，该PPR管材专用树脂包括无规共聚聚丙烯树脂，所述无规共聚聚丙烯树脂是采用Ziegler
‑
Natta催化剂体系，通过一步法合成的，所述Ziegler
‑
Natta催化剂体系包括主催化剂，所述主催化剂制备方法包括如下步骤：步骤1，将球形醇镁化合物加入到
‑
20
‑
10℃的含有钛化合物和钒化合物的混合物中反应，钛与镁的摩尔比为1:5
‑
1:50，钒与钛的摩尔比为1:20
‑
1:50；步骤2，升高温度至30
‑
80℃，加入内给电子体化合物，镁与内给电子体化合物的摩尔比为2
‑
15:l；步骤3，再升温至100

【专利技术属性】
技术研发人员：姜艳峰，吴双，李瑞，高宇新，张明强，杨国兴，葛腾杰，安彦杰，王熺，杨琦，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：