一种协同复合增韧PP-R管材材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种协同复合增韧PP

【技术实现步骤摘要】
一种协同复合增韧PP
‑
R管材材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及PP管材
，尤其涉及一种协同复合增韧PP
‑
R管材材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)原料来源丰富、价格低廉，与其他通用塑料(PVC、PE、PS)相比，具有密度小、强度高、电绝缘性佳、易于加工成型等优点。广泛应用于日用品、包装、建材等领域。尤以无规共聚聚丙烯(PP
‑
R)为PP的主要生产种类。PP
‑
R管材是目前市政工程、住宅房、商品写字楼等建筑物内主要使用的冷热水输送管道之一，且聚丙烯管材也已成为我国管道适用领域的主要基础材料之一。
[0003]PP
‑
R管材质量轻、强度高，大大降低施工强度，耐压力实验强度达5MPa以上；耐腐蚀、耐磨损且不结垢性能优异；属于聚烯烃类，分子中仅有碳、氢元素所以无毒、卫生环保；耐热保温，最高使用温度为95℃，长期使用温度为60℃，用于热水和采暖系统，可节约大量能源；管道正常使用寿命达50年以上。但由于PP为高等规度、半结晶性大球晶聚合物，所以导致制品出现缺口冲击强度低、低温条件下脆性变大等缺陷。
[0004]PP材料的增韧改性的研究方法一直备受关注，为了改善PP性能上的不足，各种不同的增韧方法已被报道，其中弹性体增韧改性一直被认为是最有效的途径之一。聚烯烃弹性体(POE)为乙烯
‑
辛烯类共聚物，因其独特的分子结构导致了其综合性能卓越，流动性良好、耐腐蚀、透气性优异以及优秀的耐低温性能，因此最常用于改善PP的低温脆性问题。但是PP作为管道材料使用时，既要提高低温韧性的同时又要保证不会降低其良好的刚性，但是弹性体的PP增韧改性却又是以牺牲刚性为代价。另外，PP与弹性体本身性能存在一定差距，因而共混改性时易导致弹性体在PP中形成大范围不均匀的分散，从而造成材料的模量和冲击性能降低，达不到理想的结果，成品的低温韧性效果提升不显著。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种协同复合增韧PP
‑
R管材材料及其制备方法和应用，所述协同复合增韧PP
‑
R管材材料具有优异的低温韧性和高冲击强度。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种协同复合增韧改性PP
‑
R管材材料，按质量份数计，包括以下制备原料：
[0008]PP
‑
R树脂70～85份；PP
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弹性体增韧剂10～20份；PP
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PE增韧剂5～10份；
[0009]所述PP
‑
弹性体增韧剂的制备原料包括：PP
‑
R树脂75～94份，弹性体增韧剂5～20份，聚合物接枝马来酸酐相容剂1～5份；
[0010]所述PP
‑
PE增韧剂的制备原料包括：PP
‑
R树脂75～92份，PP
‑
B树脂1～5份，茂金属聚乙烯5～10份，超高分子量聚乙烯1～5份，乙烯
‑
丙烯基相容剂1～5份。
[0011]优选的，所述PP
‑
R树脂为Ⅲ型无规共聚聚丙烯；所述PP
‑
B树脂为丙烯
‑
乙烯嵌段共
聚物。
[0012]优选的，所述弹性体增韧剂为POE、POP和OBC中的一种或多种。
[0013]优选的，所述POP中，乙烯含量≤20wt％。
[0014]优选的，所述聚合物接枝马来酸酐相容剂包括PP接枝马来酸酐相容剂或POE接枝马来酸酐相容剂；所述乙烯
‑
丙烯基相容剂为乙烯丙烯基二元共聚物或乙烯丙烯基多元共聚物。
[0015]本专利技术提供了上述技术方案所述协同复合增韧改性PP
‑
R管材材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将PP
‑
R树脂、弹性体增韧剂和聚合物接枝马来酸酐相容剂进行共混后，依次进行第一挤出拉伸和造粒，得到PP
‑
弹性体增韧剂；
[0017]将PP
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R树脂、PP
‑
B树脂、茂金属聚乙烯、超高分子量聚乙烯和乙烯
‑
丙烯基相容剂进行共混后，依次进行第二挤出拉伸和造粒，得到PP
‑
PE增韧剂；
[0018]将所述PP
‑
弹性体增韧剂、PP
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PE增韧剂与PP
‑
R树脂进行预混合后，依次进行第三挤出拉伸和造粒，得到协同复合增韧改性PP
‑
R管材材料。
[0019]优选的，所述第一挤出拉伸时，螺杆挤出转速为30～80r/min，螺杆挤出温度范围为180～250℃。
[0020]优选的，所述第二挤出拉伸时，螺杆挤出转速为30～80r/min，螺杆挤出温度范围为180～230℃；所述第三挤出拉伸时，螺杆挤出转速为30～80r/min，螺杆挤出温度范围为180～230℃。
[0021]本专利技术提供了上述技术方案所述协同复合增韧改性PP
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R管材材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的协同复合增韧改性PP
‑
R管材材料在制备PP
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R管材中的应用。
[0022]本专利技术提供的协同复合增韧改性PP
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R管材材料中，由于弹性体增韧剂的加入，在外来冲击力作用下，弹性体可引发大量银纹，而脆性基体则产生剪切屈服，主要靠银纹、剪切带吸收能量，从而大大缓解材料的冲击破坏过程，并增加破坏过程的能量，从而提高材料常温和低温韧性。添加PP
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B(丙烯
‑
乙烯嵌段共聚物)和PE(聚乙烯)来限制因弹性体的加入导致拉伸强度和屈服强度过多的降低，维持韧刚平衡，而且PP
‑
B的加入改善了PE和PP共混挤出时的流动性，挤出成型更加顺利，也能提供少量的增韧效果，且进一步提高耐冲击性能；PE树脂的添加，减小了因弹性体的加入导致PP
‑
R管材屈服强度过多的降低，维持了材料的刚韧平衡，能够降低弹性体的加入量，不过多影响管材的刚性和强度，弹性体与PE的共同作用提高了PP
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R管材的低温韧性；添加相容剂来改善共混物的分界面结合问题，尤其是改善弹性体增韧剂和PE的分散效果，减小PP与弹性体、PE之间的相分离。本专利技术通过各个组分形成PP
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R/弹性体/PE/PP
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B多元协同复合增韧体系，实现材料间性能的互补和协同提升，从而实现PP
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R管材各项性能的提高。
[0023]本专利技术提供的协同复合增韧改性PP
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R管材材料适用于不同规格和系列PP
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R管材，在冬季低温施工过程中，能减少管材的耐环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协同复合增韧改性PP
‑
R管材材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下制备原料：PP
‑
R树脂70～85份；PP
‑
弹性体增韧剂10～20份；PP
‑
PE增韧剂5～10份；所述PP
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弹性体增韧剂的制备原料包括：PP
‑
R树脂75～94份，弹性体增韧剂5～20份，聚合物接枝马来酸酐相容剂1～5份；所述PP
‑
PE增韧剂的制备原料包括：PP
‑
R树脂75～92份，PP
‑
B树脂1～5份，茂金属聚乙烯5～10份，超高分子量聚乙烯1～5份，乙烯
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丙烯基相容剂1～5份。2.根据权利要求1所述的协同复合增韧改性PP
‑
R管材材料，其特征在于，所述PP
‑
R树脂为Ⅲ型无规共聚聚丙烯；所述PP
‑
B树脂为丙烯
‑
乙烯嵌段共聚物。3.根据权利要求1所述的协同复合增韧改性PP
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R管材材料，其特征在于，所述弹性体增韧剂为POE、POP和OBC中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的协同复合增韧改性PP
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R管材材料，其特征在于，所述POP中，乙烯含量≤20wt％。5.根据权利要求1所述的协同复合增韧改性PP
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R管材材料，其特征在于，所述聚合物接枝马来酸酐相容剂包括PP接枝马来酸酐相容剂或POE接枝马来酸酐相容剂；所述乙烯
‑
丙烯基相容剂为乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景旺，苏厚鑫，卜淑云，
申请(专利权)人：天津中财型材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：