[发明专利]一种静音排水管道用改性耐冲击共聚聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，具体涉及一种静音排水管道用改性耐冲击共聚聚丙烯及其制备方法。

背景技术

由于环境、能源、卫生性等要求，所以塑料管材代替传统管材(如铸铁管、镀锌钢管、混凝土管、粘土管等)已成为共识。在塑料管材的使用中，排水管道系统是应用量最大的。在此领域，所使用的塑料管道主要包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)管道，其他还有玻璃钢夹纱管、玻璃纤维增强PP管等；其中，PVC管道的用量占绝对优势，约占60%以上。但在近几年，发达国家的管道应用实践表明：无论是给水管道还是排水管道，聚烯烃管材的发展速度超过PVC管材。聚烯烃管道今后将逐渐占主导地位，特别在大口径实壁管和结构壁管系统。

聚丙烯是一种半结晶性材料，它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规共聚物或更高比率乙烯含量的嵌段共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热变形温度、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。

嵌段共聚聚丙烯(PP-B)管道系统由于具有良好的机械性能、优良的耐化学药品性能和长期使用寿命等，因此在发达国家该管道广泛应用于埋地排水、下水管道系统，室内污废水系统，电缆防护和导管系统。特别是新一代刚性PP-B材料的开发，更加满足了排水管道对材料的刚性要求，增强了PP-B管道在排水领域中的竞争能力，使之具有良好的市场发展前景。

《GB/T 273-2008聚丙烯静音排水棺材及管件》对原料进行了具体规定，其中规定原料为耐冲击的嵌段共聚聚丙烯（PP-B）为原料。而为了增加聚丙烯的耐冲击性能，常需要将PP与乙烯进行嵌段共聚，但在增加耐冲击性能的同时，聚丙烯的其他性能得到了降低，其中维卡软化温度就产生了比较明显的变化，聚丙烯的维卡软化温度由大于150℃降低到了140℃左右，而GB/T273中明确规定PP-B的维卡软化温度要≥145℃，聚丙烯的耐冲击性能与维卡软化温度形成了矛盾，为了解决这一矛盾，必须对聚丙烯进行进一步改性，从而达到在具有良好耐冲击性能的基础上兼具较高的维卡软化温度的目的。

一个公开号为CN 1099770 A，公开日为1995.3.8，名为“高抗冲击聚丙烯组合物”的发明专利公开了一种抗冲击聚丙烯组合物，该组合物包括聚丙烯、溶液丁苯橡胶、聚乙烯、无机填料、防老剂和润滑剂，该组合物具有优良的物理性能,突出的抗冲击性、耐热性及刚性。但是这种聚丙烯树脂混合物不具有较高的维卡软化温度，不适合用于排水管道。

发明内容

本发明的一个目的是解决目前静音排水管道用耐冲击共聚聚丙烯在保证耐冲击性能的基础上维卡软化温度不能达到要求的问题，提供一种具有高强度且高维卡软化温度的静音排水管道用改性耐冲击共聚聚丙烯。

本发明的另一个目的是提供制备这种静音排水管道用改性耐冲击共聚聚丙烯的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：一种静音排水管道用改性耐冲击共聚聚丙烯，其特征在于，按重量份数计所述静音排水管道用改性耐冲击共聚聚丙烯由以下组分制成：耐冲击共聚聚丙烯50-90份，玄武岩纤维3-8份，有机改性蒙脱土5-15份，稀土1-3份，纳米二氧化硅3-6份，润滑剂1-3份，稳定剂0.5-2份，填料1-10份。

由于目前市场上的耐冲击共聚聚丙烯用于静音排水管道存在维卡软化温度过低的缺点，因此本发明添加了各个组分以提高耐冲击共聚聚丙烯的维卡软化温度以及其他性能。有机改性蒙脱土，能显著提高软化点温度，且无卤阻燃，具有成炭好、无熔滴、烟雾少、难点燃、无卤阻燃、抗迁移、密度小等优特点；有机改性蒙脱土的加入可显著提高耐冲击共聚聚丙烯的结晶速率和结晶率，从而提高耐冲击共聚聚丙烯的力学性能，减少耐冲击共聚聚丙烯成型过程中的收缩率，同时降低耐冲击共聚聚丙烯制品的成本。稀土是良好的聚丙烯β成核剂，可以促进聚丙烯β晶型的形成，提高热变形温度和冲击强度。纳米二氧化硅具有明显的异相成核效应，能够提高耐冲击共聚聚丙烯的结晶温度、熔融温度、结晶度和结晶速率，同时维卡软化温度也得到了提高。玄武岩纤维具有增强效果，添加玄武岩纤维为了减少各种添加物对耐冲击共聚聚丙烯耐冲击性能影响，玄武岩纤维比玻璃纤维性能优异，在达到同样的增强效果要比玻璃纤维添加量少。由于有机改性蒙脱土的阻燃效果，聚丙烯在用于下水管道发生火宅时，可以降低火势的蔓延，降低财产损失。