一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种增强增韧聚丙烯给水管道改性母料及其制备方法，由包括如下重量份数的原料制备得到：聚丙烯100份，三(甲基环戊二烯)钇3

【技术实现步骤摘要】
一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种塑料给水管专用料领域，更具体地讲，本专利技术涉及一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，在市政给水管中，主要的聚乙烯管和聚丙烯管。其中，聚丙烯由于刚性好能耐高温而大量用于建筑内使用。
[0003]聚丙烯作为结晶性高聚物，其结晶度和晶型对其性能起着决定性的作用。聚丙烯的晶型主要有α、
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、γ、6和准晶态五种。在通常条件下，PP主要结晶成α晶。因此商品聚丙烯通常就是αPP。
[0004]但是βPP在韧性上具有较大优势，因此受到管材界的高度重视，并进行了大量的研究，并取得到较好的成果。其中，德国于2007年3月中旬颁布聚丙烯(PP)压力管PP
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RCT新标准，列人DIN8077和DIN8078标准之中。PP
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RCT是具有
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结晶结构的PP无规共聚物。该结构可提高在高温下的耐压能力，使管材可制造成薄壁。这种塑料在欧洲的商业名称为Beta
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PPR(即
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PP)，PP
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RCT应用于管道工业和家用均可带来效益。它们包括：宽的内径可使管道体积容量增大，为低的水压问题提供解决方案，壁较薄的管道可采用高的挤压速度，并使材料用量减少。在国内，经过研究人员十多年的努力，在GB/T 18742.2
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2017冷热水用聚丙烯管道系统中，明确列了βPPH，PP
‑<br/>RCT混配料。
[0005]由普通的PP制备
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PP主要有三种方法：(1)剪切诱导结晶。(2)温度梯度法。(3)添加β成核剂。其中，剪切诱导结晶和温度梯度法很难实现大规模生产。添加
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成核剂的方法简便易行，容易实现工业化，受到了越来越多的关注。
[0006]目前已知的
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PP成核剂主要有：某些准平面结构的稠环化合物，如γ
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喹吖啶酮红染料E3B。某些II A族金属元素的盐类与二元羧酸的复合物，例如硬脂酸钙/庚二酸复合物。芳酰胺类物质，如N，N
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二环己基邻苯二甲酰胺。此外，部分稀土化合物，也具有
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成核效果。但是，这些
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成核剂由于添加量少，且与PP相容性差，会带来导致产品性能不稳定的缺点，进而影响其推广使用。
[0007]此外，
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PP较之αPP尽管在韧性上有优势，但其强度和刚性却有所下降，约了低10％左右。这也是其不利的另外一面。
[0008]聚丙烯压力管道专用料由于MRS的限制，在添加其它成分上有严格的要求，例如要求不得超过3％。这一很低的量的限制使其无法像一般材料一样进行改性。例如，上世纪九十年代纳米技术兴起时，不少研究人员将有机蒙脱土、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅等用于PP的改性研究中。结果表明，但果添加量太少，效果不佳。一般要超过5％才能有一定的实用价值，这超过了管材料的限制。
[0009]石墨烯作为一个新兴的纳米填料，其力学性能优异，导电导热性能佳，比表面积大，被用于制备纳米复合材料。少量的石墨烯即能大幅度提高聚合物力学、电学、耐热及其他性能，这使石墨烯成为一种优异的纳米填料。
[0010]制备具有良好理化性能的聚合物复合材料，其重点在于填料的分散性。填料分散性越好，复合材料的性能越优异。如何制备分散性良好的聚合物复合材料是复合材料科学的研究重点之一。石墨烯作为一种热点的填料，其sp2杂化的平面片层结构决定了石墨烯易于聚集，因此石墨烯在聚合物中的均匀分散成为制备石墨烯
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聚合物复合材料的难点。但是，随着石墨烯层数的增加，其聚集情况越不严重，例如，石墨烯微片已经作为普通填料来使用了。
[0011]本专利技术针对现有技术的不足，将
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成核剂和多层石墨烯用于改性PP并制备成母料，将其1
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3份加入到聚丙烯中，混合均匀即可用于挤出制备增强增韧聚丙烯给水管。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种制备增强增韧聚丙烯给水管改性母料及其制备方法。
[0013]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0014]一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料，由包括如下重量份数的原料制备得到：
[0015][0016]优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂B125中的一种或几种。
[0017]优选的，所述引发剂为过氧化二异丙苯和过氧羟基异丙苯中的一种或两种。
[0018]优选的，所述多层石墨烯为3
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10层。
[0019]本专利技术还提供了所述增强增韧聚丙烯给水管改性母料的制备方法，包括以下步骤：
[0020]1)将聚丙烯、三(甲基环戊二烯)钇、抗氧剂和引发剂混合后挤出造粒，得到粒料；
[0021]2)将上述得到的粒料与多层石墨烯混合后挤出造粒，得到增强增韧聚丙烯给水管改性母料。
[0022]优选的，所述步骤1)中挤出造粒的温度为165
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220℃。
[0023]优选的，所述步骤2)中挤出造粒的温度为165
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220℃。
[0024]本专利技术提供的增强增韧聚丙烯给水管改性母料中的三(甲基环戊二烯)钇的表面活性较高有利于多层石墨烯的分散，且三(甲基环戊二烯)钇接枝聚丙烯后对多层石墨烯有增容作用，可以改善多层石墨烯与聚丙烯的相容性，在使多层石墨烯充分、均匀的分散在聚丙烯复合材料中，可以有效发挥多层石墨烯的增强作用。
[0025]本专利技术提供的所述增强增韧聚丙烯给水管改性母料的制备方法，该方法是先将三(甲基环戊二烯)钇作为单体接枝到聚丙烯大分子链上，解决了
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成核剂分散与迁移难题，再将接枝了
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成核剂的聚丙烯与多层石墨烯混合，有利于多层石墨烯的分散。增强作用，实现了对聚丙烯的增强改性。
[0026]本专利技术的原理是，三(甲基环戊二烯)钇具有
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晶成核效果，其接枝到PP上之后，再作为母料添加，更好的实现了分散，而且石墨烯的加入有利于其成核作用的增强。也就是说
石墨烯的加入不仅有利于增强增刚增加耐热，还能协同成核。由于多层石墨烯中含有一些活性基团(如羟基等)，会中止引发剂的自由基，因此需要在接枝完成后再加入。
[0027]本专利技术使用多层石墨烯的好处在于，成本低、相对不易团聚。
[0028]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0029](1)专利技术产品为母料，便于添加。
[0030](2)利用低添加量多层石墨烯的增强、增刚作用，提高管材的环刚度；
[0031](3)利用低添加量多层石墨烯的吸收紫外线的特点，提高管材的耐候性；
[0032](4)利用低添加量多层石墨烯可提高耐热性的优点，扩大管材使用范围；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料，由包括如下重量份数的原料制备得到：2.如权利要求1所述的一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂B125中的一种或几种。3.如权利要求1所述的一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯和过氧羟基异丙苯中的一种或两种。4.如权利要求1所述的一种增强增韧聚丙烯给水管改性母料，其特征在于，所述多层石墨烯为3
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10层。5.权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，高绍斌，黄进荣，
申请(专利权)人：佛山顾地塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：