本发明专利技术公开了一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料，属于聚丙烯材料技术领域。本发明专利技术所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料包含如下重量份的成分：无规共聚聚丙烯树脂70～85份、玄武岩纤维15～30份、硅灰石5～15份、相容剂1～3份；所述玄武岩纤维的平均长度为100～250μm；所述相容剂为马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的复配物，所述马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的质量比为(1～2.5)：1。本发明专利技术通过对玄武岩纤维的平均长度、相容剂的种类进行选择，与硅灰石复配填充，有效改善了所述聚丙烯材料的耐压性能，并且所述聚丙烯材料具有良好的耐热性。述聚丙烯材料具有良好的耐热性。
【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及聚丙烯材料
，尤其涉及一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]无规共聚聚丙烯(PPR)除了具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点外还具有无毒、保温节能、耐热性好、可回收再利用等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、工业流体输送和农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域中。然而，随着消费者对水管的耐压性能要求的提高，普通的PPR材料难以满足需求。CN107883076A公开了一种高耐压、高抗冲PPR管，中间层采用短切玄武岩纤维增强PPR，并且引入柔性相容剂，配合β
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成核剂改性的内外层提高了PPR管材的耐压、抗冲性能。但是该柔性相容剂不易得，成本较高且不耐热，会降低PPR管的耐热性能。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料及其制备方法与应用；所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料具有良好的耐压、耐热性能，适合应用于建筑给排水、城乡给排水、工业流体输送和农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域中。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料，包含如下重量份的成分：无规共聚聚丙烯树脂70～85份、玄武岩纤维15～30份、硅灰石5～15份、相容剂1～3份；所述玄武岩纤维的平均长度为100～250μm；所述相容剂为马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的复配物，所述马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的质量比为(1～2.5)：1。
[0005]玄武岩纤维具有良好的耐腐蚀性和低导热性，有利于提高PPR材料的耐腐蚀性能和保温性能，随着纤维长度的提高，更有利于基体向纤维传递应力，提升材料的强度，但同时由于界面相互作用，纤维会强烈抑制PP分子链的运动，降低其弹性应变，应力难以均匀传递到整个材料，容易导致应力集中，从而降低材料的耐压性能。玄武岩纤维沿流动方向的取向性较高，使得材料在流动方向上的强度提升高于垂直流动方向的强度，而硅灰石的加入可以补强垂直流动方向的强度，同时在玄武岩纤维之间形成桥接，使得增强效果更好。本专利技术通过优选纤维长度，并与硅灰石进行复配，不仅可以增强PPR，也可以保证材料的韧性和延展性，避免以所述材料制成的管道在承受内压时因为垂直流动方向强度过低导致破裂，使得以所述材料成型的管材具有更好的耐压性能。选用马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的复配物作为相容剂可以协同改善玄武岩纤维、硅灰石与PPR树脂的相容性，提升材料的耐压性能，保证材料具有良好的耐热性。
[0006]进一步优选地，所述马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的质量比为(1.5～2)：1。当两者的用量满足上述条件时，材料的爆破试验压力可以达到13MPa(20℃)以上，并且具有良好的耐热性能，适合应用于多种管道设备中。
[0007]优选地，所述马来酸酐接枝物为PP接枝马来酸酐和POE接枝马来酸酐的复配物；所述PP接枝马来酸酐和POE接枝马来酸酐的质量比为(1～3)：1。选用PP接枝马来酸酐和POE接枝马来酸酐复配，不仅可以加强玄武岩纤维和PPR树脂的相容性，还可以在二者的界面起到一定的缓冲作用，降低应力集中，提高材料的耐压性。
[0008]优选地，所述硅烷接枝物为PP接枝硅烷、PE接枝硅烷中的至少一种，所述硅烷为丙烯酰氧基硅烷、环氧基硅烷、乙烯基硅烷、丙烯基硅烷中的至少一种。进一步优选地，所述硅烷接枝物为乙烯基三乙氧基硅烷接枝PP；相比于其他硅烷接枝物，乙烯基三乙氧基硅烷接枝PP可进一步与马来酸酐接枝物协同提升玄武岩纤维与PPR树脂基体间的相容性，改善所述聚丙烯材料的耐压性能以及耐热性。
[0009]优选地，所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料还含有抗氧剂0.2～1份；所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂的复配物；所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，如抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098等；所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，如抗氧剂168、抗氧剂626等。
[0010]此外，本专利技术还公开了一种所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0011](1)按配比将除玄武岩纤维外的各组分混合均匀，得到预混料；
[0012](2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口喂入，将玄武岩纤维从侧喂料口喂入，熔融挤出，得到所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料。
[0013]优选地，所述双螺杆挤出机中熔融挤出的条件为：一区温度80～120℃，二区温度180～200℃，三区温度180～220℃，四区温度180～220℃，五区温度180～220℃，六区温度180～220℃，七区温度180～220℃，八区温度180～220℃，九区温度180～220℃。
[0014]同时，本专利技术还公开了所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料在管道领域中的应用，如建筑给排水、城乡给排水、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业、农业等相关领域。
[0015]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术通过对玄武岩纤维的长度进行优选，同时与硅灰石进行复配，显著改善了聚丙烯材料的耐压性能。此外，本专利技术通过对相容剂进行选择，使玄武岩纤维、硅灰石可以与PPR树脂形成良好的粘接，进一步提升聚丙烯材料的耐压性能，本专利技术未引入其他增韧剂，因此所述聚丙烯材料还具有良好的耐热性。
具体实施方式
[0017]为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0018]实施例及对比例中使用的材料如下：
[0019]无规共聚聚丙烯树脂：PPR4220，燕山石化；
[0020]玄武岩纤维1：BFMS
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100，平均长度为100μm，重庆智笃新材料科技有限公司；
[0021]玄武岩纤维2：BFCS
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200，平均长度为200μm，重庆智笃新材料科技有限公司；
[0022]玄武岩纤维3：BFCS
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250，平均长度为250μm，重庆智笃新材料科技有限公司；
[0023]玄武岩纤维4：BFMS
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50，平均长度为50μm，重庆智笃新材料科技有限公司；
[0024]玄武岩纤维5：BFCS
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350，平均长度为350μm，重庆智笃新材料科技有限公司；
[0025]玄武岩纤维6：BFCS
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3，平均长度为3mm，重庆智笃新材料科技有限公司；
[0026]硅灰石：HJMF
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BAKF，江西华杰泰矿纤科技有限公司；
[0027]PP接枝马来酸酐：Bondyram 1001CN，上海壮景化工有限公司；
[0028]POE接枝马来酸酐：KT
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料，其特征在于，包含如下重量份的成分：无规共聚聚丙烯树脂70～85份、玄武岩纤维15～30份、硅灰石5～15份、相容剂1～3份；所述玄武岩纤维的平均长度为100～250μm；所述相容剂为马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的复配物，所述马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的质量比为(1～2.5)：1。2.如权利要求1所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝物和硅烷接枝物的质量比为(1.5～2)：1。3.如权利要求1所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝物为PP接枝马来酸酐和POE接枝马来酸酐的复配物；所述PP接枝马来酸酐和POE接枝马来酸酐的质量比为(1～3)：1。4.如权利要求1所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝物为PP接枝硅烷、PE接枝硅烷中的至少一种，所述硅烷为丙烯酰氧基硅烷、环氧基硅烷、乙烯基硅烷、丙烯基硅烷中的至少一种。5.如权利要求4所述玄武岩纤维增强聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷接枝物为乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴志强，陈平绪，叶南飚，王林，吴国峰，陈延安，陈锐，袁强，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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