[发明专利]一种具有热熔粘接性的塑钢复合管道专用料及制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于有机高分子塑料技术领域，尤其涉及一种具有热熔粘接性的塑钢复合管道专用料及制备方法。

背景技术

随着市政给排水工程的发展和技术进步，大口径的塑料类管道需求不断增加，而大型塑料管道在技术经济方面比较合理结构形式是采用钢塑复合结构，各种结构类型所共同的要求是，所用的塑料材料除了满足本身的物理化学性能要求，还要与金属具有良好的热熔性能。而现在管道专用的各类聚烯烃类的塑料，不具有热熔粘接性能，易导致金属与塑料界面分离的质量问题，造成产品和工程损失，或者留下质量隐患。

大量废弃的无规共聚聚丙烯（PP-R）建筑管道，虽然建筑管道专用料的原生料都有比较高的强度、韧性、耐热性等特点，但回收的再生料，因为经历了加工成型的热过程、焊接安装、长期高温和冷热循环使用等因素，其分子结构发生了变化，分子量部分下降，结晶状态不断转变，再由于回收再生过程导致的一定的杂质含量，与原生料比较其强度和韧性会大幅度降低，成为较易脆断的材料，不能适合再加工成型高性能制品的要求。回收PP-R管道的回收料属于聚烯烃类的蜡状材料，不具有热熔粘接性能，不适用于直接热熔复合的塑钢结构，尤其不能适合对于金属和塑料有一定粘接强度要求的制品，如不适用于如钢塑缠绕式的管道制备，造成大量的浪费。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种具有热熔粘接性的塑钢复合管道专用料，使用废弃的无规共聚聚丙烯塑料（PP-R）建筑管道，经过清理、切割、粉碎、筛分后得到的再生料颗粒，以苯乙烯-异戊二烯共聚弹性体（SIS）为增粘增韧改性剂，以马来酸稀土和有机硅氧烷为分散剂，再加入其它添加剂，经过热熔共混得到专用料，用于大口径的钢塑复合或带有钢衬增强的缠绕成型塑料管道的制造。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：具有热熔粘接性的塑钢复合管道专用料，按重量份包括下列组份：再生PP-R 颗粒：100份、抗氧剂：０.２~１份、金属抑制剂：0.2~１份、紫外线吸收剂：0.2~１份、有机稀土：2~8份、增粘增韧剂：5~15份、有机硅氧烷：0.5~1份、聚丙烯粉料：10~30份、纳米碳酸钙：0~10份，所述的增粘增韧剂是苯乙烯-异戊二烯共聚物，所述的抗氧剂是苯基-β-萘胺，金属抑制剂是硫代二丙酰基二乙酰基双肼，抗紫外线剂是水杨酸对-辛基苯基酯，增粘增韧是苯乙烯-异戊二烯共聚物（SIS），也称作SIS弹性体，有机稀土是马来酸稀土。

所述再生PP-R颗粒，是用无规共聚聚丙烯建筑管道回收料，经过清理、切割、粉碎、筛分后得到的再生料颗粒。

所述的纳米碳酸钙，是采用沉淀法制备的碳酸钙，碳酸钙的颗粒表面存在有活性成分，其粒径范围在60~100nm。

本发明使用的苯乙烯异戊二烯共聚物（SIS）属苯乙烯热塑性弹性体之类，是苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，具有独特和优越的粘接性能，是多数高性能热熔胶的常用成分，本发明使用该成分发挥其弹性作用，对再生聚丙烯改善韧性，同时发挥其独特的热熔粘接和焊接特性，使得塑料和金属的热熔粘接性能提高。SIS以分散相与聚丙烯连续相呈岛/海状分布，当共混物受到外力作用时, 弹性体作为应力集中物, 引发银纹和剪切带, 吸收外部能量，韧性增加冲击强度提高。

本发明使用的马来酸稀土，具有SIS与聚丙烯之间的增容作用，增加了弹性体在聚丙烯中的分散和相容性，减小分散相的尺度，提高能量的吸收，有利于韧性提高。马来酸稀土，也能够在一定条件下，与部分聚丙烯进行接枝共聚，在聚丙烯中形成了以稀土离子为中心的立体配位结构和分子络合，而增加了分子链间的作用，同时，马来酸稀土也可以影响聚丙烯的结晶作用，有诱导β晶体的作用，促进晶体产生，促进了PP结晶结构的细化，提高刚性和韧性。

本发明使用的抗氧剂，可抵抗无规共聚聚丙烯分子结构在熔融共混过程和长期使用过程的氧化降解，充分补充因多次热加工和长期高温使用中原生料中抗氧助剂的消耗部分。使用的金属抑制剂，抑制高温条件下接触金属如铁等，所产生的金属离子接触氧化作用。使用的紫外线吸收剂（水杨酸对-辛基苯基酯），可以减少紫外光照射条件下的聚丙烯结构改变，引起的性能降低。

 本发明中使用了有机硅氧烷，除了有利于有机稀土盐类和纳米碳酸钙的分散混合以外，也提高了回收料中所夹带的部分粉尘的在基料中的分散性，降低粉尘引起的材料性能的劣化作用。

本发明的制备过程：