一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，具体是：准备如下重量份的原料：PPR 100份，铝粉10‑25份，分散剂8‑18份，软核硬壳型核壳共聚物3‑8份，丁苯橡胶5‑10份，碳纤维5‑10份，针状硅灰石纤维3‑8份，偶联剂1‑3份，抗氧剂1.5‑3份；将弱酸性偶联剂溶液分布于碳纤维和针状硅灰石纤维表面；将铝粉加入碱性分散剂溶液中；将PPR、软核硬壳型核壳共聚物、丁苯橡胶、抗氧剂搅拌混合的同时喷入改性铝粉混合液，得到预混原料；将预混原料、改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维加入挤出机中挤出造粒，得PPR管材。本发明专利技术制备的PPR管材具有均匀的铝金属效果，低温韧性好，耐热性能好。

Method for preparing PPR pipe with aluminum metal effect

The invention relates to a method of preparing PPR pipe material with aluminum metal effect, in particular: preparing raw material for the following weight: 100 portions of PPR, aluminum powder 10, 18 portions of dispersant 8, 8 soft core shell core shell copolymer 3, 10 copies of styrene butadiene rubber, 5 carbon fiber 5, 3 8 of needle like wollastonite fiber, coupling agent 1 3 and 1.5 antioxidants, 3 copies, the weak acid coupling agent is distributed on the surface of carbon fiber and needle like wollastonite, and aluminum powder is added to the alkaline dispersant solution; the mixture of PPR, soft core shell core shell copolymer, styrene butadiene rubber and antioxidant is mixed with the mixed liquid of modified aluminum powder, and the premixed raw material is obtained; the premixed material will be premixed. Raw materials, modified carbon fibers and modified needle like wollastonite fibers were extruded and granulated in an extruder to obtain PPR pipes. The PPR pipe manufactured by the invention has uniform aluminum metal effect, low temperature toughness and good heat resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法
本专利技术涉及一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，属于PPR管的制备

技术介绍
PPR又叫无规共聚聚丙烯，采用无规共聚聚丙烯挤出成为管材，管材注塑成为管件，PPR管件产品与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保无毒、耐热耐压、轻质高强、耐腐蚀、不结垢、抗冲击和抗蠕变性能好、安装方便、连接牢固、使用寿命长、物料可回收利用等优点，广泛应用于建筑给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。但是PPR管件存在低温韧性差的致命缺点，当环境温度低于0℃时，韧性急剧下降，表现为脆性，当管材受到外力的冲击或者重压时，会出现直线开裂现象，这种开裂会沿着管材的轴线方向快速增长，容易造成管道的爆裂，且PPR管件极易被用于高温环境下，很容易因使用温度过高导致PPR管件软化而影响其使用性能，另外，很多PPR管件裸露在建筑表面，而现有的PPR管件均为普通的塑料效果，效果单一，影响美观。但是，目前在PPR管件制造领域，尚无一种方法来制备耐低温、耐高温且具有铝金属效果的PPR管材。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有PPR管材低温韧性差、耐热性能差、视觉效果单一的技术问题，提供一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，包括以下步骤：准备如下重量份的原料：PPR100份，铝粉10-25份，分散剂8-18份，软核硬壳型核壳共聚物3-8份，丁苯橡胶5-10份，碳纤维5-10份，针状硅灰石纤维3-8份，偶联剂1-3份，抗氧剂1.5-3份。配制偶联剂溶液,优选为将其PH值调为4-5之间；将偶联剂溶液分布于碳纤维和针状硅灰石纤维表面，烘干，冷却，得改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维；配制分散剂溶液；将铝粉加入碱性分散剂溶液中，得改性铝粉溶液；将PPR、软核硬壳型核壳共聚物、丁苯橡胶、抗氧剂搅拌混合的同时喷入改性铝粉混合液，烘干，冷却，得到预混原料；将预混原料、改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维加入挤出机中挤出造粒，得PPR管材。优选地，所述原料的重量份组分如下：PPR100份，铝粉15-20份，分散剂10-15份，软核硬壳型核壳共聚物5-8份，丁苯橡胶8-10份，碳纤维8-10份，针状硅灰石纤维5-8份，偶联剂2-3份，抗氧剂2-3份。优选地，所述分散剂为十二烷酸、软脂酸、硬脂酸、十四酸、十八碳四烯酸、十八碳三烯酸、三硬脂酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的至少一种。优选地，所述软核硬壳型核壳共聚物为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯核壳共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯核壳共聚物中的至少一种。优选地，所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维中的至少一种，所述碳纤维的平均长径比为100-200。优选地，所述针状硅灰石纤维的平均长径比至少为15。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种；所述硅烷偶联剂的通式为YSiX3,X为氯基、甲氧基、乙氧基或乙酰氧基,Y含有乙烯基、氨基、环氧基或巯基，优选为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷；所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂、配位体型钛酸酯偶联剂中的至少一种，优选为三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、四辛氧基钛[二(十三烷基亚磷酸酯)]、四辛氧基钛[二(二月桂基亚磷酸酯)]。优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与硫代酯类抗氧剂的组合，所述受阻酚类抗氧剂与硫代酯类抗氧剂的质量比为1:0.5-2。进一步，所述受阻酚类抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯中的至少一种，所述硫代酯类抗氧剂为硫代二丙酸双十八酯或季戊四醇(3-正癸基硫代丙酸酯)中的至少一种。优选地，所述丁苯橡胶为粒径在40-100目的丁苯橡胶粉末，所述铝粉为400-800目。优选地，挤出机各段温度设置为：一区180-185℃，二区185-190℃，三区190-200℃，四区200-205℃，五区205-210℃，六区210-215℃，七区215-220℃，八区210-215℃，九区205-210℃，十区200-205℃，机头200-220℃，主机转速300-450r/min，喂料频率5-10r/min。进一步，将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维从挤出机四区或五区处的侧加料口加入。制得改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维的方法具体为：将碳纤维和针状硅灰石纤维搅拌的同时雾化喷入偶联剂溶液，然后将表面浸润有偶联剂的碳纤维和针状硅灰石纤维在90-120℃下烘2-3小时，冷却至常温，得改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维；制得预混原料的烘干方法为：在60-80℃下烘2-3小时。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术制备的PPR管材于100重量份的PPR中加入10-25份的铝粉既可以使PPR管材产生良好的铝金属效果，又可避免铝粉过量导致的PPR管材脆化加重的问题，保证PPR管材的良好韧性，同时铝金属较轻，较小增加PPR管材的重量即可得到明显的金属效果。(2)加入的分散剂可有效地吸附在铝粉表面，抑制铝粉的团聚，最终使铝粉均匀分布于PPR基体中，使PPR管材各个部位的铝金属效果一致。(3)选择软核硬壳型核壳共聚物和丁苯橡胶能够在PPR管材的增韧减脆方面起到协同作用，与行业内常用的乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物等烯烃类共聚物作为增韧剂相比，具有如下有益效果：a.软核硬壳型核壳共聚物容易在PPR基体中均匀分散，能够充分发挥其对PPR管材的增韧效果，有效提高PPR管材的耐低温性能，改善PPR管材在低温下的脆化现象，大幅度增强PPR管材的力学性能，有效抵抗PPR管材受到外力冲击或者重压时的开裂；b.使PPR管材的模量、硬度、耐热温度等指标变化很小，保证了PPR管材的成型稳定性、硬度、耐热性等的优良性能。(4)碳纤维和针状硅灰石纤维的加入可进一步提高PPR管材的耐低温性能和力学性能，并且碳纤维具有突出的耐热性能，能够使PPR管材的热稳定性好，热变形低，制品尺寸稳定性好，但成本较高，针状硅灰石纤维同样能够提高PPR管材的耐低温性能、力学性能和耐热性能，虽然针状硅灰石纤维的作用要小于碳纤维，但胜在成本比碳纤维低，碳纤维与针状硅灰石纤维以合理的比例结合，在成本合理的情况下，能够有效提高PPR管材的耐低温性能、力学性能和耐热性能。(5)加入硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂能够改善碳纤维和针状硅灰石纤维与PPR基体的相容性，有利于PPR管材形成均匀分散的相态结构，避免相分离的发生。(6)本专利技术选择受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类配合使用，复配的抗氧剂在聚乳酸的抗氧化方面相互补充，协同抵抗PPR在多个短时高温加工过程中出现的氧化降解及由此产生的性能下降。(7)碳纤维和针状硅灰石纤维易于在加工过程中折断，为减少折断概率，选择分开加料，将预混原料从挤出机一区处的主加料口加入，将改性碳纤维和改性针状硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备如下重量份的原料：PPR 100份，铝粉10‑25份，分散剂8‑18份，软核硬壳型核壳共聚物3‑8份，丁苯橡胶5‑10份，碳纤维5‑10份，针状硅灰石纤维3‑8份，偶联剂1‑3份，抗氧剂1.5‑3份；配制偶联剂溶液；将偶联剂溶液分布于碳纤维和针状硅灰石纤维表面，烘干，冷却，得改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维；配制分散剂溶液；将铝粉加入碱性分散剂溶液中，得改性铝粉溶液；将PPR、软核硬壳型核壳共聚物、丁苯橡胶、抗氧剂搅拌混合的同时喷入改性铝粉混合液，烘干，冷却，得到预混原料；将预混原料、改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维加入挤出机中挤出造粒，得PPR管材。

【技术特征摘要】
1.一种制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备如下重量份的原料：PPR100份，铝粉10-25份，分散剂8-18份，软核硬壳型核壳共聚物3-8份，丁苯橡胶5-10份，碳纤维5-10份，针状硅灰石纤维3-8份，偶联剂1-3份，抗氧剂1.5-3份；配制偶联剂溶液；将偶联剂溶液分布于碳纤维和针状硅灰石纤维表面，烘干，冷却，得改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维；配制分散剂溶液；将铝粉加入碱性分散剂溶液中，得改性铝粉溶液；将PPR、软核硬壳型核壳共聚物、丁苯橡胶、抗氧剂搅拌混合的同时喷入改性铝粉混合液，烘干，冷却，得到预混原料；将预混原料、改性碳纤维和改性针状硅灰石纤维加入挤出机中挤出造粒，得PPR管材。2.根据权利要求1所述的制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，其特征在于，所述原料的重量份组分如下：PPR100份，铝粉15-20份，分散剂10-15份，软核硬壳型核壳共聚物5-8份，丁苯橡胶8-10份，碳纤维8-10份，针状硅灰石纤维5-8份，偶联剂2-3份，抗氧剂2-3份。3.根据权利要求1或2所述的制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，其特征在于，所述分散剂为十二烷酸、软脂酸、硬脂酸、十四酸、十八碳四烯酸、十八碳三烯酸、三硬脂酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的至少一种。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，其特征在于，所述软核硬壳型核壳共聚物为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯核壳共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯核壳共聚物中的至少一种。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，其特征在于，所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维中的至少一种，所述碳纤维的平均长径比为100-200，所述针状硅灰石纤维的平均长径比至少为15。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备具有铝金属效果的PPR管材的方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种；所述硅烷偶联剂的通式为YSiX3,X为氯基、甲氧基、乙氧基或乙酰氧基,Y含有乙烯基、氨基、环氧基或巯基，优选为...

【专利技术属性】
技术研发人员：程东红，陈文其，
申请(专利权)人：苏州水博士建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32