一种速冷抗冲PPR管材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种速冷抗冲PPR管材及其制备方法和应用。本发明专利技术的速冷抗冲PPR管材包括如下按重量份计算的组分：无规共聚聚丙烯100份；α成核剂1～4份；弹性体增韧剂3～8份；滑石粉0.05～0.5份；偶联剂0.01～0.1份；助剂0～10份；其中，所述滑石粉的粒径为10～20μm，所述弹性体增韧剂为丙烯基弹性体，且硬度shore A：75～90，拉伸断裂伸长率≥700％，拉伸强度≥13MPa。制备得到的速冷抗冲PPR管材的冷却速率可低至1.80℃/s，生产速度提高了至少19％，且具有较好的耐低温抗冲性能，在‑20℃下的缺口简支梁冲击强度可高达25MPa，低温落锤冲击通过率提高了至少52.8％，在20℃，1h以及95℃，22h条件下的静液压实验通过率均为100％，满足PPR管材的长期使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种速冷抗冲PPR管材及其制备方法和应用
本专利技术属于塑料管道
，具体涉及一种速冷抗冲PPR管材及其制备方法和应用。
技术介绍
PP-R(无规共聚聚丙烯)管具有环保、耐腐蚀、使用寿命长，具有良好的热熔接性能，安装方便，高温使用条件下具有良好的长期抗蠕变性能和承压性能，在家装冷热水管市场中得以快速的发展，广泛用于工业和居民建筑内生活给水。目前在PPR管材配方中，通常通过添加β成核剂来提高管材的低温冲击性能(如中国专利CN106380698A)，但其成核条件苛刻，且增韧效果有限，且现有的配方在制备PPR管材的过程中，冷却定型时间较长，生产效率较低，虽然α成核剂可以在一定程度上提高聚丙烯的结晶度、结晶速度(如中国专利CN103554673A)，但是其冷却定型时间仍有待进一步提高。因此，需要开发一种冷却定型时间短，且抗冲性能较好的PPR管材。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中PPR管材在制备过程中冷却时间较长，生产效率低，以及制备得到的PPR管材的抗低温冲击性能较差的缺陷，提供一种速冷抗冲PPR管材。本专利技术的速冷抗冲PPR管材的冷却速率可低至1.80℃/s，生产速度提高了至少19％，且具有较好的耐低温抗冲性能，在-20℃下的缺口简支梁冲击强度可高达25MPa，低温落锤冲击通过率提高了至少52.8％，在20℃，1h以及95℃，22h条件下的静液压实验通过率均为100％，满足PPR管材的长期使用要求。本专利技术的另一目的在于，提供所述速冷抗冲PPR管材的制备方法。本专利技术的另一目的在于，提供所述速冷抗冲PPR管材在输送冷热水中的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种速冷抗冲PPR管材，包括如下按重量份计算的组分：其中，所述滑石粉的粒径为10～20μm；所述弹性体增韧剂为丙烯基弹性体，且硬度shoreA：75～90，拉伸断裂伸长率≥700％，拉伸强度≥13MPa。需要说明的是，本专利技术中丙烯基弹性的硬度按照《GB/T531-2008》标准进行测试；拉伸强度和断裂伸长率按照《GB/T528-2009》标准，在25℃下以100mm/min的拉伸速率，对哑铃状试样进行测试得到。本专利技术通过大量研究发现，α成核剂不仅可以一定程度上提高聚丙烯的结晶度、结晶速度，同时还可以协同特定粒径(10～20μm)的滑石粉来起到成核并形成晶核的细微化和均质化；晶核的细微化和均质化可以大幅提高冷却定型效率，同时还可以达到提升PPR管材低温韧性的作用。但仅添加α成核剂和特定的滑石粉，对PPR管材低温韧性的提升还不够。本专利技术的专利技术人尝试利用丙烯基弹性体来进一步提升低温韧性，研究发现，PPR管材的韧性达到一定程度后，会对PPR管材的静液压强度产生不利的影响，静液压强度可以反映PPR管材的长期使用性能，静液压强度太低，PPR管材在长期使用过程中容易发生爆管现象。因此，本专利技术还选用了具有一定强度、硬度和断裂伸长率的丙烯基弹性体作为进行增韧，其不仅可以协同提升低温韧性，还可弹性体增韧剂来保证PPR管材的静液压强度。本专利技术通过α成核剂、10～20μm滑石粉和具有一定强度、硬度和断裂伸长率的丙烯基类弹性体增韧剂之间的协同作用，可以提高PPR管材的生产效率，制备得到的PPR管材具有优异的低温抗冲性能，同时可以达到PPR管材的长期使用要求。进一步优选地，所述速冷抗冲PPR管材，包括如下按重量份计算的组分：优选地，所述无规共聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为0.24～0.27g/10min。优选地，所述α成核剂为有机磷酸盐。进一步优选为双(4-叔丁基苯基)磷酸钠或2,2,-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠中的一种或两种的组合。优选地，所述偶联剂为钛酸酯或铝酸酯中的一种或两种的组合。优选地，所述助剂为着色用色砂、色粉或分散剂中的一种或几种的组合。所述速冷抗冲PPR管材的制备方法，包括如下步骤：将无规共聚聚丙烯、α成核剂、弹性体增韧剂、滑石粉、偶联剂和助剂混合均匀后，经过熔融、挤出、冷却和切割，即得所述速冷抗冲PPR管材。优选地，所述挤出的温度为185～205℃。优选地，所述冷却为真空冷却或水箱冷却中的一种或几种的组合。优选地，所述挤出可选用单螺杆挤出机。优选地，所述单螺杆挤出机的长径比为34～38。上述速冷抗冲PPR管材在输送冷热水中的应用也在本专利技术的保护范围之内。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过α成核剂、10～20μm滑石粉和具有一定强度、硬度和断裂伸长率的丙烯基类弹性体增韧剂之间的协同作用，可以提高PPR管材的生产效率，制备得到的PPR管材具有优异的低温抗冲性能，同时可以达到PPR管材的长期使用要求。本专利技术的速冷抗冲PPR管材的冷却速率可低至1.80℃/s，生产速度提高了至少19％，且具有较好的耐低温抗冲性能，在-20℃下的缺口简支梁冲击强度可高达25MPa，低温落锤冲击通过率提高了至少52.8％，在20℃，1h以及95℃，22h条件下的静液压实验通过率均为100％，满足PPR管材的长期使用要求。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。实施例1～10本实施例提供一系列速冷抗冲PPR管材，按照表1中的原料组成，具体制备包括如下步骤：将无规共聚聚丙烯、α成核剂、弹性体增韧剂、滑石粉、偶联剂和助剂混合均匀后，将混合均匀的混合物料利用单螺杆挤出机进行熔融、挤出、冷却和造粒，。其中，单螺杆挤出机中螺杆的温度为185～200℃，模具的温度为190～205℃，口模处的料胚进入真空箱进行真空冷却定型，水箱冷却、计长切割(DN20，2.0MPa)，即得所述速冷型、抗低温冲击冷热水用无规共聚聚丙烯管材，管材的厚度为2.8mm。表1各实施例原料组成(重量份)注：弹性体增韧剂A的丙烯基弹性体的硬度shoreA：90，拉伸断裂伸长率为700％，拉伸强度为15MPa；弹性体增韧剂B的丙烯基弹性体的硬度shoreA：75，拉伸断裂伸长率为800％，拉伸强度为13MPa。对比例1本对比例与实施例3相比，不同之处在于，未添加滑石粉。对比例2本对比例与实施例3相比，不同之处在于，未添加α成核剂。对比例3本对比例与实施例3相比，不同之处在于，将α成核剂和弹性体增韧剂替换为β成核剂丁二酸。对比例4本对比例与实施例3相比，不同之处在于，将10μm的滑石粉替换为5μm的滑石粉。对比例5本对比例与实施例3相比，不同之处在于，将10μm的滑石粉替换为30μm的滑石粉。对比例6本对比例与实施例3相比，不同之处在于，将丙烯基弹性体替换为硬度shoreA：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种速冷抗冲PPR管材，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种速冷抗冲PPR管材，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：



其中，所述滑石粉的粒径为10～20μm；所述弹性体增韧剂为丙烯基弹性体，且硬度shoreA：75～90，拉伸断裂伸长率≥700％，拉伸强度≥13MPa。


2.根据权利要求1所述速冷抗冲PPR管材，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：





3.根据权利要求1所述速冷抗冲PPR管材，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为0.24～0.27g/10min。


4.根据权利要求1所述速冷抗冲PPR管材，其特征在于，所述α成核剂为有机磷酸盐。


5.根据权利要求4所述速冷抗冲PPR管材，其特征在于，所述α成核剂为双(4-叔丁基苯基)磷酸钠或2,2,...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋科明，杨晏茏，余华林，谢铖山，
申请(专利权)人：湖南联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43