【技术实现步骤摘要】
本申请涉及塑料管材，更具体地说，它涉及一种高强耐高温ppr管材及其制备方法。
技术介绍
1、ppr管材是采用无规共聚聚丙烯为原料制备的一种新型塑料管材，与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等产品相比，具有节能、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。
2、然而，由于无规共聚聚丙烯的分子量小、结构不规整、内聚力小，因此无规共聚聚丙烯的维卡软化点较低，采用其制备的ppr管材存在耐热性能不足的问题。
技术实现思路
1、为了提高ppr管材的耐热性能，本申请提供一种高强耐高温ppr管材及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种高强耐高温ppr管材，采用如下的技术方案：
3、一种高强耐高温ppr管材，包括如下重量份数的组分：
4、无规共聚聚丙烯100份；
5、助剂0.3-2.3份；
6、改性泡沫炭颗粒20-30份；
7、所述改性泡沫炭颗粒的制备方法，包括以下步骤：
8、a1：将酚醛树脂、固化剂和玻璃纤维发泡固化后，炭化，粉碎，得到泡沫炭颗粒；
9、a2：将泡沫炭颗粒、马兰酸酐接枝聚丙烯和有机溶剂混合后，搅拌混合，过滤，干燥，得到改性泡沫炭颗粒。
10、通过采用上述技术方案，将玻璃纤维和酚醛树脂一起发泡-碳化，形成三维网络结构
11、优选的，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，泡沫炭颗粒和马兰酸酐接枝聚丙烯的重量比为1:(0.42-0.55)。
12、通过采用上述技术方案，将少量的马兰酸酐接枝聚丙烯和泡沫炭颗粒进行混合，泡沫炭颗粒表面包覆有马兰酸酐接枝聚丙烯的同时，还具有良好的孔径结构。因此，在将改性泡沫炭颗粒与无规共聚聚丙烯进行熔融共混时，部分无规共聚聚丙烯可渗透入改性泡沫炭颗粒的孔径结构中，有利于提高所得ppr管材的耐热性能和力学性能。
13、优选的，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，酚醛树脂、固化剂和玻璃纤维的重量比为1:(0.01-0.03):(0.1-0.2)。
14、通过采用上述技术方案，酚醛树脂在发泡过程中可形成均匀的泡孔结构，并且加入的玻璃纤维具有良好耐热性能和柔韧性，可增强改性泡沫炭颗粒的柔韧性，有利于提高最终所得ppr管材的耐热性能和柔韧性。
15、优选的，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，炭化具体步骤为：先以3-5℃/min的升温速率从20-25℃升温至700℃-800℃，炭化1-1.5h，然后再以1-2℃/min的升温速率从700℃-800℃升温至850-900℃，炭化1-2.5h。
16、通过采用上述技术方案，采用两步碳化并控制炭化过程的升温速率，酚醛树脂和玻璃纤维可充分炭化，得到具有较高均一性和力学强度的改性泡沫炭颗粒，有利于提高所得ppr管材的耐热性能和力学性能。
17、优选的，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，泡沫炭颗粒还经过表面处理，具体为：将氨基硅烷偶联剂水解后，加入泡沫炭颗粒，搅拌混合，过滤，干燥，得到表面处理的泡沫炭颗粒。
18、通过采用上述技术方案，采用氨基硅烷对泡沫炭颗粒进行表面处理，可减少泡沫炭颗粒之间团聚，促进泡沫炭颗粒在马兰酸酐接枝聚丙烯中的分散性，有利于提高泡沫炭颗粒和马兰酸酐接枝聚丙烯的相容性。同时泡沫炭颗粒表面接枝的氨基硅烷可与马兰酸酐接枝聚丙烯中的马兰酸酐发生酯化反应，可进一步增加表面处理的泡沫炭颗粒和马兰酸酐接枝聚丙烯的相容性，以及改性泡沫炭颗粒和无规共聚聚丙烯的相容性，使得无规共聚聚丙烯中均匀分布有大量改性泡沫炭颗粒，有利于得到具有优异耐热性能和力学性能的ppr管材。
19、优选的，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，泡沫炭颗粒和氨基硅烷重量比为1:(0.22-0.32)。
20、通过采用上述技术方案，由于采用少量氨基硅烷对泡沫炭颗粒进行表面处理，降低了泡沫炭颗粒表面羟基的含量，减少了泡沫炭颗粒团聚，使得大部分马兰酸酐接枝聚丙烯可与氨基硅烷发生反应，降低改性泡沫炭的表面极性。因此，提高了所得改性泡沫炭颗粒在无规共聚聚丙烯中的相容性，使得所得ppr管材具有更高的耐热性能和力学性能。
21、优选的，马兰酸酐接枝聚丙烯的熔融指数为110-130g/10min，密度为0.90-0.92g/cm3。
22、通过采用上述技术方案，上述熔融指数的马兰酸酐接枝聚丙烯具有良好的加工性能，有利于提高改性泡沫炭颗粒在无规共聚聚丙烯中的相容性，从而提高最终所得ppr管材的耐热性能和力学性能。
23、第二方面，本申请提供一种高强耐高温ppr管材的制备方法，采用如下的技术方案：
24、一种高强耐高温ppr管材的制备方法，包括以下步骤：
25、将无规共聚聚丙烯、助剂和改性泡沫炭颗粒混合后，熔融挤出，真空定径，冷却定型，得到高强耐高温ppr管材。
26、通过采用上述技术方案，由于无规共聚聚丙烯、助剂和改性泡沫炭颗粒具有良好的相容性。因此，无规共聚聚丙烯、助剂和改性泡沫炭颗粒熔融共挤出后，改性泡沫炭颗粒分散在无规共聚聚丙烯中，有利于提高所得高强耐高温ppr管材的耐热性和力学性能。
27、综上所述，本申请具有以下有益效果：
28、1、本申请通过采用酚醛树脂作为炭源，玻璃纤维作为添加相发泡炭化，然后再与马兰酸酐接枝聚丙烯混合，所得的改性泡沫炭颗粒具有较高的孔径结构以及较低的表面极性，有利于提高改性泡沫炭颗粒在无规共聚聚丙烯中的相容性和分散性，从而得到兼具较高耐热性能和较高力学性能的ppr管材；
29、2、本申请由于采用氨基硅烷对泡沫炭颗粒进行表面处理，因此马兰酸酐接枝聚丙烯可与泡沫炭颗粒进行反应，并接枝在泡沫炭颗粒表面，使得改性泡沫炭颗粒可均匀分散在无规共聚聚丙烯中，提高ppr管材的耐热性能和力学性能；
30、3、本申请的制备方法中采用的原料价格低廉，并且操作简单，将各原料助剂进行熔融共混挤出即可得到兼具高耐热性能和高力学性能的ppr材料，因此适合大规模生产。
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1.一种高强耐高温PPR管材，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的高强耐高温PPR管材，其特征在于，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，泡沫炭颗粒和马兰酸酐接枝聚丙烯的重量比为1:(0.42-0.55)。
3.根据权利要求1所述的高强耐高温PPR管材，其特征在于，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，酚醛树脂、固化剂和玻璃纤维的重量比为1:(0.01-0.03):(0.1-0.2)。
4.根据权利要求1所述的高强耐高温PPR管材，其特征在于，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，炭化具体步骤为：先以3-5℃/min的升温速率从20-25℃升温至700℃-800℃，炭化1-1.5h，然后再以1-2℃/min的升温速率从700℃-800℃升温至850-900℃，炭化1-2.5h。
5.根据权利要求1所述的高强耐高温PPR管材，其特征在于，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，泡沫炭颗粒还经过表面处理，具体为：将氨基硅烷偶联剂水解后，加入泡沫炭颗粒，搅拌混合，过滤，干燥，得到表面处理的泡沫炭颗粒。
6.根据权利要求5所述的
7.根据权利要求1所述的高强耐高温PPR管材，其特征在于，马兰酸酐接枝聚丙烯的熔融指数为110-130g/10min，密度为0.90-0.92g/cm3。
8.权利要求1-7任一所述高强耐高温PPR管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高强耐高温ppr管材，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的高强耐高温ppr管材，其特征在于，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，泡沫炭颗粒和马兰酸酐接枝聚丙烯的重量比为1:(0.42-0.55)。
3.根据权利要求1所述的高强耐高温ppr管材，其特征在于，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，酚醛树脂、固化剂和玻璃纤维的重量比为1:(0.01-0.03):(0.1-0.2)。
4.根据权利要求1所述的高强耐高温ppr管材，其特征在于，所述改性泡沫炭颗粒的制备方法中，炭化具体步骤为：先以3-5℃/min的升温速率从20-25℃升温至700℃-800℃，炭化1-1.5h，然后再以1-2℃/min的升温速率从700℃-800℃升温...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈小光，陈晓永，陈旭，陈其，钱懿，
申请(专利权)人：上海瑞河企业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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