一种高耐寒PPR热水管材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了提供一种高耐寒PPR热水管材料及其制备方法。高耐寒PPR热水管材料，其原料组分包括：100份无规聚丙烯，0.1～0.3份空间受阻酚，0.05～0.15份亚磷酸酯抗氧剂，0.05～0.15份含硫协效剂，0.05～0.3份β晶型成核剂，上述份数均为重量份；高耐寒PPR热水管材料的制备方法：将计量好的各种原料混合均匀，然后加入到连续式双螺杆密炼造粒机，温度控制在200～230℃，出料即可。本发明专利技术的PPR热水管材料具有良好的物理机械性能和成型加工性能，同时具有优异的耐寒性能和耐长期蠕变性能，管材使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐寒PPR热水管材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高耐寒PPR热水管材料及其制备方法，属于聚丙烯管材领域。
技术介绍
无规共聚聚丙烯(PPR)管材专用料由丙烯与乙烯在加热、加压和催化剂作用下共聚得到，乙烯随机地嵌入丙烯的长链中。在一定的温度和内压力的长期作用下，PPR管材的热水静压寿命比均聚聚丙烯(PPH)、嵌段共聚聚丙烯(PPB)高出许多，且耐压性、耐高温性和使用寿命均有所提高，例如在输送70℃的热水及内压力长期为1MPa的条件下，其使用寿命可达到50年。由于PPR管材性能优良，其市场占有率迅速提高。目前，欧洲已有超过80％的室内自来水管道使用PPR管材。我国建设部也已将PPR管作为重点推广的三大新型塑料管材的首推品种，发展前景十分广阔。由于PPR管材料生产时，乙烯共聚单体是无序嵌入丙烯的长链中的，这导致PPR管材与PPB相比在材料韧性上相差较多，从而影响了产品在寒冷气候下的安装使用，严重制约了产品在市场中推广应用。目前国内还未见高耐寒PPR热水管材料生产方法的相关专利报道。
技术实现思路
为了解决现有技术中PPR热水管韧性差、耐寒性能不足等缺陷，本专利技术提供一种高耐寒PPR热水管材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种高耐寒PPR热水管材料，其原料组分包括：100份无规聚丙烯，0.1～0.3份空间受阻酚，0.05～0.15份亚磷酸酯抗氧剂，0.05～0.15份含硫协效剂，0.05～0.3份β晶型成核剂，上述份数均为重量份。上述高耐寒PPR热水管材料在保持较高的韧性(常温简支梁冲击强度≥90KJ/m2)的前提下同时具有优良的刚性(弯曲模量≥850MPa)，通过对助剂配方体系的选择，保证材料具有较高的冲击强度、弯曲模量及耐热性能，使之具有刚韧平衡的特点，适用于高耐寒PPR热水管材的生产。为了进一步提高各组分之间的协同效应，进而进一步提高产品的刚韧平衡，空间位阻酚为1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(以下简称抗氧剂330)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(以下简称抗氧剂1330)或1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(以下简称抗氧剂3114)中的至少一种。为了进一步提高各组分之间的协同效应，进而进一步提高产品的刚韧平衡，亚磷酸酯抗氧剂为4,4’-[1,1’-联苯基]亚基二膦酸-四[2,4-二叔丁苯基]酯(以下简称抗氧剂PEPQ)、二硬脂基季戊四醇亚磷酸酯(以下简称抗氧剂618)或2,2’-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)氟代亚磷酸酯(以下简称抗氧剂398)中的至少一种。为了进一步提高各组分之间的协同效应，进而进一步提高产品的耐寒性，含硫协效剂为硫代二丙酸双十八醇酯(以下简称DSTDP)。为了进一步提高各组分之间的协同效应，进而进一步提高产品的耐寒性等综合性能，β晶型成核剂为TMB-5(山西化工研究所生产)、STARNU-100(日本理化公司生产的芳香族胺类化合物)或WBGⅡ(广东炜林纳功能材料公司生产)。上述高耐寒PPR热水管材料的制备方法，将无规聚丙烯、空间受阻酚、亚磷酸酯抗氧剂、含硫协效剂和β晶型成核剂混合均匀，然后加入到连续式双螺杆密炼造粒机，挤出、造粒，即得高耐寒PPR热水管材料，其中挤出温度为200～230℃。为了进一步提高管材的耐寒性，无规聚丙烯采用AMOCO气相法聚合方法，双反应器串联聚合方式生产：第一反应器内聚合反应温度为60-70℃，压力为2.0-3.0MPa，氢气的加入量控制在0.3～0.4kg/h，共聚单体乙烯的加入量控制在550～650kg/h，聚合量控制在15～20t/h；第二反应器内反应温度为60-70℃，压力为2.0-3.0MPa，共聚单体乙烯的加入量控制在450～550kg/h，聚合量控制在5～10t/h。各反应器丙烯的加入量根据聚合量来控制。气相聚合中采用的催化剂的种类和用量均为现有技术，优选的催化剂为宽分布的SAL主催化剂。聚合量为各反应釜内的产品量。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术高耐寒PPR热水管材料在保持较高的韧性(常温简支梁冲击强度≥90KJ/m2)的前提下同时具有优良的刚性(弯曲模量≥850MPa)；通过对助剂配方体系的设计，保证材料具有较高的冲击强度、弯曲模量及耐热性能，使之具有刚韧平衡的特点，适用于高耐寒PPR热水管材的生产。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1采用AMOCO气相法聚合，双反应器串联聚合的方式生产无规聚丙烯：将宽分布主催化剂SAL(北京奥达公司生产，其它实施例来源相同)加入第一反应器，反应温度60～70℃，反应压力2MPa，氢气的加入量控制在0.35kg/h，加入乙烯单体进行共聚，乙烯的加入量590kg/h，聚合量控制在15t/h；随后进入第二反应器，关闭氢气进料阀，乙烯的加入量480kg/h，聚合量控制在7t/h，反应温度70～80℃，反应压力3MPa，在第二反应器内聚合即得无规聚丙烯。取100份无规聚丙烯聚，添加复配助剂体系(0.15份抗氧剂330、0.075份抗氧剂PEPQ和0.05份DSTDP及0.2份TMB-5)，经过连续式双螺杆密炼造粒机，温度控制在200～230℃，出料即得。实施例2采用AMOCO气相法聚合，双反应器串联聚合的方式生产无规聚丙烯：将宽分布主催化剂SAL加入第一反应器，反应温度60～70℃，反应压力3MPa，氢气的加入量控制在0.3kg/h，加入乙烯单体进行共聚，乙烯的加入量550kg/h，聚合量控制在18t/h；随后进入第二反应器，关闭氢气进料阀，乙烯的加入量450kg/h，聚合量控制在8t/h，反应温度70～80℃，反应压力2MPa，在第二反应器内聚合即得无规聚丙烯。取100份无规聚丙烯，添加复配助剂体系(0.15份抗氧剂1330、0.1份抗氧剂398和0.05份DSTDP及0.3份TMB-5)，经过连续式双螺杆密炼造粒机，温度控制在200～230℃，出料即得。实施例3采用AMOCO气相法聚合，双反应器串联聚合的方式生产无规聚丙烯：将宽分布主催化剂SAL加入第一反应器，反应温度60～70℃，反应压力2.5MPa，氢气的加入量控制在0.4kg/h，加入乙烯单体进行共聚，乙烯的加入量640kg/h，聚合量控制在18t/h；随后进入第二反应器，关闭氢气进料阀，乙烯的加入量520kg/h，聚合量控制在9t/h，反应温度70～80℃，反应压力2.3MPa，在第二反应器内聚合即得无规聚丙烯。取100份无规聚丙烯，添加复配助剂体系(0.15份抗氧剂330、0.1份抗氧剂618和0.075份DSTDP及0.02份ST-100)，经过连续式双螺杆密炼造粒机，温度控制在200～230℃，出料即得。实施例4采用AMOCO气相法聚合，双反应器串联聚合的方式生产无规聚丙烯：将宽分布主催化剂SAL加入第一反应器，反应温度60～70℃，反应压力2.8MPa，氢气的加入量控制在0.38kg/h，加入乙烯单体进行共聚，乙烯的加入量620kg/h，聚合量控制在15t/h；随后进入第二反应器，关闭氢气进料阀，乙烯的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐寒PPR热水管材料，其特征在于：其原料组分包括：100份无规聚丙烯，0.1～0.3份空间受阻酚，0.05～0.15份亚磷酸酯抗氧剂，0.05～0.15份含硫协效剂，0.05～0.3份β晶型成核剂，上述份数均为重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高耐寒PPR热水管材料，其特征在于：其原料组分包括：100份无规聚丙烯，0.1～0.3份空间受阻酚，0.05～0.15份亚磷酸酯抗氧剂，0.05～0.15份含硫协效剂，0.05～0.3份β晶型成核剂，上述份数均为重量份。2.如权利要求1所述的高耐寒PPR热水管材料，其特征在于：空间位阻酚为1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯或1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸中的至少一种。3.如权利要求1或2所述的高耐寒PPR热水管材料，其特征在于：亚磷酸酯抗氧剂为4,4’-[1,1’-联苯基]亚基二膦酸-四[2,4-二叔丁苯基]酯、二硬脂基季戊四醇亚磷酸酯或2,2’-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)氟代亚磷酸酯中的至少一种。4.如权利要求1或2所述的高耐寒PPR热水管材料，其特征在于：含硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍光复，徐振明，傅勇，
申请(专利权)人：中国石化扬子石油化工有限公司，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32