以单斜晶（α晶）共聚聚丙烯（ＰＰ－Ｈ、ＰＰ－Ｒ）为基础原材料，添加了纳米级ＣａＣＯ↓［３］为异相成核剂，在组合六方（β）晶成核剂的作用下，使ＰＰ－Ｒ（Ｈ）转变成物理性能优良的含有纳米结构材料的六方（β晶）共聚聚丙烯材料ＮＭＰＰ－Ｒ（Ｈ）ＣＴ。该材料具有晶粒细化、抗高温蠕变、耐压力高、韧性好、表面光滑、加工性能好等优点。用ＮＭＰＰ－ＲＣＴ材料制成的塑料管道系统，具有比ＰＰ－Ｒ更高的耐热性、耐压性和更好的韧性。该管道系统比ＰＰ－Ｒ管道系统可节约材料２０％以上，具有节能、节材、环保之功效。ＮＭＰＰ－ＲＣＴ管道系统最适用于高温采暖、中央空调用管道系统。用ＮＭＰＰ－ＨＣＴ材料做成的板材，用在化工、电度等领域盛装液体介质，具有耐热、耐酸、碱腐蚀，使用寿命长等特点，用在汽车用塑料制品中，具有高强度、高钢度、高韧性、耐磨刮性能。可做为仪表盘、保险杠、导流板。
Preparation of nanostructured six square (beta) crystalline polypropylene NMPP-R (H) CT material
Dan Xiejing (alpha crystal) copolypropylene (PP H, PP R) as the basic raw materials, added nano CaCO: 3 for heterogeneous nucleation, the combination of the Six Party (beta) nucleating agent under the action of the PP - R (H) six party physical properties change the excellent containing nano structure materials (Jing) Co polypropylene NMPP R (H) CT. The material has the advantages of grain refinement, high temperature creep resistance, high pressure resistance, good toughness, smooth surface and good processability. Plastics piping systems made of NMPPRCT materials, higher than PP-R heat resistance, pressure resistance and better toughness. The pipeline system can save more than 20% of the material compared with the PP R pipeline system, and has the functions of energy saving, material saving and environmental protection. NMPPRCT pipeline system is most applicable to the pipeline systems of high temperature heating, central air conditioning. Plate made by NMPP HCT materials, used in chemical, electrical and other fields of liquid medium, with heat, acid and alkali resistance, long life and other characteristics, used in automotive plastic products, with high strength, high rigidity, high toughness and scraping resistance. The utility model can be used as an instrument panel, a bumper and a deflector.
【技术实现步骤摘要】
专利说明结构纳米材料六方(β)晶聚丙烯NMPP-R(H)CT材料的制备 在我国，塑料管道的应用每年以30％左右的速度递增。在给水、采暖用塑料管道几乎是用PP-R材料，占有80％以上的比例。PP-R材料的性能直接影响到千家万户能否安全使用50年的使用寿命。然而现有的PP-R存在诸多问题，不能满足于使用要求而造成安全使用的隐患。其一，PP-R最高使用温度小于70℃，耐热性能不能满足于采暖大于85℃的使用要求，容易造成采暖管道系统因耐热不够产生爆管。其二，PP-R耐压强度低，不能满足于日益增多的城市高层建筑群8公斤以上的使用要求。其三，材料弹性模量大，不能做成盘管，无法满足采暖用直埋管道地下无接头的规范要求。其四，PP-R低温脆性大，无法满足5℃以下温度的运输和施工要求，给冬季施工带来质量重大隐患。所有这些，都需要更好、更强的聚丙烯来满足于社会发展的需要。结构纳米材料β晶无规聚丙烯(NMβPP-R)材料做成的塑料管道系统能满足于采暖用大于85℃、10kg、50年的使用寿命要求，可以做成盘管实现直埋管道地下无接头和冬季施工的要求。 在化工、电度等领域，盛装液体介质的池(槽)，为了使其具有防酸、碱腐蚀功能，绝大多数企业都是用316不锈钢制作，以达到延长其寿命的目的。然而其最长的也只有8～10年，短则2～3年就报废。不但投资成本高且效果不理想。用PP-HCT材料做成的池(槽)不但具有防止酸、碱腐蚀功能、耐热功能，而且使用寿命长，在欧洲从上世纪80年使用至今的成功经验的居多。并且用PP-HCT材料做成的池(槽)具有第一次投资成本上的优势，更有节约材料、节约二次翻修投资成本的优势，用在汽车用塑料制品中，具有高强度、高钢度、高韧性、耐磨刮性能。可做为仪表盘、保险杠、导流板。 无规聚丙烯(PP-R)材料，由于在合成过程中添加了3～5％的PE均布在PP单体分子链段中，致使用一般的方法添加β晶成核剂来促使PP晶型转变成β晶PP是非常困难，实际上也无法实现。本专利技术是采用了异相成核技术和组合成核剂聚络技术来促使PP-R向β晶PP-R(PP-RCT)转化。当纳米级CaCO3材料添加并在于PP-R熔融体系中，在该体系从熔融体向固体结晶过程中起到晶核作用，改变了PP的正相成核为异相的机理。在结晶过程中，由于随机分布在PP单体链段中PE单体，其结晶温度和分子量都低于PP，PE单体会先于PP单体同与体系中的部分纳米级CaCO3成核剂结合成晶粒，无形中就降低了PE在PP链段的含量，促使了β晶成核剂有更多的机率与PP单体发生反应，以便使αPP更多向βPP晶型转变，生成的βPP后与先于结晶的晶粒结合逐渐形成球晶。 在本专利技术中，β成核剂是经过优化后的组合成核剂。它是由多种β成核剂在一定的工艺条件下合成后添加于PP-R(H)材料熔融体中，使该熔融体内具有强大的聚络转晶协同反应能力，促使αPP更多、更好地向βPP晶型转变，在双螺杆高剪切能力与高温能量帮助下，熔融体内晶型的转变瞬间完成。在本专利技术技术中，既有纳米级CaCO3材料异相成核技术，又有聚络转晶成核技术的成功应用。在该技术中纳米材料起到细化晶粒、增加韧性和β成核剂的多重与非常重要的作用；而晶型转变使颗粒状组成的α晶体变成束状组成的β晶体，极大改变PP材料内部结构状态，大大提升了PP-R(H)材料的物理性能，使PP-R(H)向更耐热、耐压、韧性βPP-R方向转变。 本专利技术的目的是生产出一种提高了耐热温度、耐压强度与韧性的含有结构纳米材料的β晶型无规聚丙烯，缩写为NMPP-R(H)CT。 本专利技术的NMPP-R(H)CT材料主要应用在制作采暖用、热水用塑料管道与水箱，化工、电度领域制作防腐蚀池(槽)。 本专利技术的优点在于该材料比PP-R(H)具有更好的高温抗蠕变性。尤其在高温、高压条件下该材料不会产生性能上的突变与恶化(PP-R(H)会产生)，非常适用于在高温条件下压力管道、大型水箱使用，具有长寿命使用的优点(50年以上)。 本专利技术的优点还在于该材料比PP-R(H)具有耐低温抗冲击性，能更好的适用于低温条件下的冬季施工，改变了PP-R管道产品不能用于冬季施工的局面。 本专利技术的优点还在于NMPP-RCT(H)比PP-R具有更高的耐压强度，用该材料做成的管道、箱体比PP-R做成的管道、箱体可节约20％的材料，具有节能、节材的效果。 本专利技术的优点还在于NMPP-RCT比PP-R具有更好的韧性与低弹性模量，因此可以制做成盘管，突破了PP-R不能制作盘管的局面，满足了我国地下直埋管道无接头的规范要求。 本专利技术的主要用材料是纳米级材料成核剂、复合β成核剂、复合抗氧剂、复合加工助剂组成。 本专利技术所指的纳米级材料成核剂是纳米CaCO3。 本专利技术所指的复合β成核剂是用特殊工艺合成含有稀土、庚酸、钙盐组成的PPβ成核剂。 本专利技术所指的复合加工助剂是由EBS、硬脂酸等组成。 本专利技术所指的抗氧剂是由1010、168复合组成。 本专利技术各组份含量为PP-R(H)87～97％ CaCO30.5～10％ 复合β成核剂0.1～3％ 复合抗氧剂0.3～1％ 复合加工助剂0.1～1％ 下面结合具体实例对本专利技术加以说明。 实例1 以无规共聚聚丙稀PP-R为基础材料，以表面修饰的纳米CaCO3为成核改性剂材料，以组合β晶成核剂为晶型转换促进剂，添加适量的抗氧剂、加工助剂，将以上组份材料在高速混合机中混合5分钟后，用双螺杆挤出机造粒，温度螺杆控制在170～230℃之间。其各组份的配比如下(质量比) PP-R(H)97 CaCO33 组合抗氧剂0.6 组合β成核剂0.4 将造好的粒子用单螺杆挤出机生产线生产出NMPP-R(H)CT管材，各段的温度控制在170～210℃之间。 NMPP-RCT管材的物理性能 实例2～5 以共聚聚丙稀PP-R(H)为基础材料，以表面修饰的纳米CaCO3为异向成核和填充材料，以组合β晶成核剂为晶型转换促进剂，添加适量的抗氧剂、加工助剂，其各组份的配比如下(质量比) 先将纳米CaCO3活化后加入高速混合机中，将组合抗氧剂、组合β晶成核剂、组合加工助剂、PP-R(H)等依次加入高速混合机中从1000r/min上升到2000r/min搅拌5min，然后将物料置于双螺杆挤出机中造粒，各段的温度控制在170～200℃之间。 将造好的粒子用单螺杆挤出机生产线生产PP-R(H)CT管材，各段的温度控制在170～210℃之间。 权利要求1、一种结构纳米材料六方(β)晶聚丙烯NMPP-R(H)CT材料的制备，其特征在于它包括以下组份及含量(质量份)PP-R(H)87～97％CaCO30.5～10％复合β成核剂0.1～3％复合抗氧剂0.3～1％复合加工助剂0.1～1％2、根据权利要求书1一种结构纳米材料六方(β)晶聚丙烯NMPP-R(H)CT材料的制备，其特征在于所述的聚丙稀PP-R(H)熔融指数为0.2～2g/230℃、2.16kg、10min，拉伸强度≥28MPa。3、根据权利要求书1一种结构纳米材料六方(β)晶无规聚丙烯NMPP-R(H)CT材料的制备，其特征在于所述的CaCO3形状呈球状多边形颗粒，表面经钛酸脂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种结构纳米材料六方（β）晶聚丙烯ＮＭＰＰ－Ｒ（Ｈ）ＣＴ材料的制备，其特征在于：它包括以下组份及含量（质量份） ＰＰ－Ｒ（Ｈ） ８７～９７％ ＣａＣＯ↓［３］０．５～１０％ 复合β成核剂０．１～３％ 复合抗氧剂０． ３～１％ 复合加工助剂０．１～１％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林世平，
申请(专利权)人：林世平，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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