一种耐低温PP-R复合管材及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种耐低温PP

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温PP
‑
R复合管材及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于塑料管道
，具体涉及一种耐低温PP
‑
R复合管材及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]PP
‑
R主要由丙烯和乙烯无规共聚而成，由于其优异的耐蠕变性、强度、韧性和耐热性，因而在管道行业中被广泛使用。但是，由于在PP
‑
R原料的生产中，国内外不同生产厂家或同一生产厂家的不同批次生产存在生产工艺的波动，导致部分批次原材料生产的PP
‑
R管材在0℃落锤冲击测试中的性能无法达到要求，需要增加工序改善其低温脆性，这主要是由于PP
‑
R中乙烯基的含量和分子量分布的控制是一个突出的难点，导致其刚性和韧性的平衡不能达到理想的状态。
[0003]为改善PP
‑
R的低温脆性，现有方法主要是通过添加β成核剂、退火处理或添加增韧剂的方式。但由于添加增韧剂会影响管材的长期耐压性能，因此管材生产时严禁添加增韧剂。而β成核剂的使用只在少数几种颜色有效，且对色母的选择和分散性有很高要求，导致生产成本较高，所以很少使用。管道生产主要通过退火处理来解决管材0℃落锤冲击不达标的问题，尽管通过PP
‑
R原料生产工艺、管材加工工艺和后处理工艺的不断优化，低于0℃环境条件下管材的低温脆性仍然不理想。
[0004]此外，水在0℃、标准大气压条件下的密度为0.9998g/cm3，而冰在0℃、标准大气压条件下的密度为0.917g/cm3。在0℃以下，水冻结成冰后其体积增加约9％。一般输水管道中水的充满度并非100％，还有一定量的空气。当气温降低至0℃以下时，管道内的水会结冰膨胀并挤压管道内的空气，从而造成管道内的压力在短时间内迅速升高。由于一般的PP
‑
R管材的脆化温度在
‑
5℃～0℃，而普通PP
‑
R管材的低温脆性使得其在0℃以下温度使用时极易受到外部冲击、碰撞或内部结冰挤压等而造成管材破裂，影响管材的长期使用性能。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种耐低温PP
‑
R复合管材及其制备方法与应用。
[0006]为达到其目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种耐低温PP
‑
R复合管材，其包括PP
‑
R外层、粘接中间层和PE内层，所述粘接中间层由反应性热熔胶制成，所述反应性热熔胶包括如下重量份的组分：聚烯烃相容剂100份、丙烯基聚烯烃和/或乙烯基聚烯烃0～1000份、交联剂0～10份和助交联剂0～10份。
[0008]所述PE内层的脆化温度低于
‑
60℃，本专利技术通过将PE内层与PP
‑
R外层复合成管材，如此，在0℃以下温度使用时，PP
‑
R外层表现为低温脆性，韧性大幅下降，而PE内层的韧性无损失，力学性能保持较好，并可吸收管材外部的冲击能量，从而降低沿冲击方向产生的位移并使受冲击部位的分子链不发生断裂。同时，当管材内的水结冰并对管材造成挤压而产生局部应力集中时，PE内层可吸收和耗散能量，抵抗银纹或微小裂纹等缺陷进一步扩大，使管
材能够承受足够高的局部应力，从而大幅降低管材使用过程中的冻裂风险，降低维护成本，提高PP
‑
R管材的长期使用寿命。
[0009]但由于PP
‑
R与PE的相容性很差，无法将两者直接熔接，而且，即使通过聚烯烃相容剂对PP
‑
R和PE进行加工改性，也无法解决两者的相容性问题，专利技术人经试验研究发现即使将多达10wt％的聚烯烃相容剂加入到PP
‑
R外层或PE内层中进行共混改性，仍不能明显改善PP
‑
R外层和PE内层的相容性，无法将这两个结构层直接熔接，且还会造成管材的耐静液压性能变差，无法满足冷热水应用管材的长期耐压需求。只有将聚烯烃相容剂作为中间层使用，才能解决PP
‑
R外层与PE内层的相容性问题，使两者实现有效粘接。
[0010]当所述反应性热熔胶只含有聚烯烃相容剂或者含有聚烯烃相容剂、以及丙烯基聚烯烃和/或乙烯基聚烯烃时，其耐热性无法满足热水应用的耐热性要求(一般要求热熔胶的维卡软化温度不低于95℃)，但耐低温性较好，此时管材可耐受低于0℃的环境温度，以及可输送60℃以下的热水)；当其还含有交联剂和助交联剂时，由于可通过交联反应将普通分子链的线性结构转化为三维网状结构，大幅提高热熔胶的维卡软化温度(维卡软化点)，使所述反应性热熔胶的耐热性较好，维卡软化温度不低于95℃，此时管材既具有较好的耐低温性，又具有较好的耐热性，可耐受各种不同的环境温度。
[0011]优选地，所述聚烯烃相容剂为乙烯、α
‑
烯烃或非共轭二烯烃的二元或三元共聚物中的至少一种。
[0012]优选地，所述聚烯烃相容剂的共聚单体中，所述乙烯的含量不低于10wt％。此时，所述热熔胶中含有PE链为可交联结构，交联后耐热性较好。
[0013]优选地，所述聚烯烃相容剂的共聚单体至少包括一种含有3～10个碳原子的α
‑
烯烃。所述α
‑
烯烃选自丙烯、1
‑
丁烯、1
‑
戊烯、1
‑
己烯、4
‑
甲基
‑1‑
戊烯、1
‑
庚烯、1
‑
辛烯、1
‑
壬烯等中的至少一种。
[0014]优选地，所述非共轭二烯烃含有5～20个碳原子，选自1,4
‑
己二烯、1,5
‑
己二烯、1,6
‑
庚二烯、1,6
‑
辛二烯、1,7
‑
辛二烯、2
‑
甲基
‑
1,4
‑
己二烯、3
‑
甲基
‑
1,4
‑
己二烯、4
‑
甲基
‑
1,4
‑
己二烯、4
‑
乙基
‑
1,4
‑
己二烯、5
‑
甲基
‑
1,4
‑
庚二烯、4
‑
甲基
‑
1,4
‑
辛二烯、环戊二烯、环己二烯、双环戊二烯、环辛二烯、5
‑
甲基
‑
2,5
‑
降冰片烯、5
‑
乙烯基
‑2‑
降冰片烯、5
‑
亚甲基
‑2‑
降冰片烯、亚乙基降冰片烯(乙叉降冰片烯)等中的至少一种。
[0015]优选地，所述聚烯烃相容剂的共聚单体中，所述非共轭二烯烃的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐低温PP
‑
R复合管材，其特征在于，包括PP
‑
R外层、粘接中间层和PE内层，所述粘接中间层由反应性热熔胶制成，所述反应性热熔胶包括如下重量份的组分：聚烯烃相容剂100份、丙烯基聚烯烃和/或乙烯基聚烯烃0～1000份、交联剂0～10份和助交联剂0～10份。2.如权利要求1所述的耐低温PP
‑
R复合管材，其特征在于，所述反应性热熔胶包括如下重量份的组分：聚烯烃相容剂100份、丙烯基聚烯烃0～500份、乙烯基聚烯烃0～500份、交联剂0～10份和助交联剂0～10份。3.如权利要求1所述的耐低温PP
‑
R复合管材，其特征在于，所述耐低温PP
‑
R复合管材中，PP
‑
R外层的厚度比例为10％～85％，粘接中间层的厚度比例为0.5％～10％，PE内层的厚度比例为10％～85％。4.如权利要求1～3任一项所述的耐低温PP
‑
R复合管材，其特征在于，所述聚烯烃相容剂为乙烯、α
‑
烯烃或非共轭二烯烃的二元或三元共聚物中的至少一种。5.如权利要求1～3任一项所述的耐低温PP
‑
R复合管...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂亚鹏，吕爱龙，汪磊，
申请(专利权)人：日丰企业佛山有限公司日丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：