[发明专利]一种高强度耐热耐寒改性聚丙烯管材的制备方法

摘要

本发明公开了一种高强度耐热耐寒改性聚丙烯管材的制备方法。该管材由外层、中间过渡层、内壁层经三台挤出机挤出在一个模具上熔熔复合而成，该管材的外层由按重量份配比的改性聚丙烯、抗冲击改性剂、抗菌剂、光稳定剂、抗氧剂、增容剂、纳米材料、色母料组成；该管材的中间过渡层由按重量份配比的工程塑料、改性聚丙烯、增容剂、增粘剂、色母料组成；该管材的内壁层由按重量配比的工程塑料、改性聚丙烯、增容剂、增强剂、填充剂、纳米材料、色母料组成。本发明生产的管材与现行同类管材相比，提高使用温度30-70℃，耐低温温度降低-15—-30℃，耐压性能提高30-50%，抗蠕变能力提高100-200%，使用寿命延长10-20年，减少管材壁厚20-50%。

主权项

一种高强度耐热耐寒改性聚丙烯管材的制备方法，其特征在于：该管材是由外层、中间过渡层、内壁层三层共挤成型的管材，该管材的外层重量比配方为改性聚丙烯100份，抗冲击改性剂0.1‑10份，抗菌剂0‑15份，光稳定剂0.05‑10份，抗氧剂0.05‑10份，增容剂0.05‑10份，纳米材料0.05‑15份，色母料0.05‑5份；该管材的中间过渡层重量比配方为工程塑料1‑100份，改性聚丙烯1‑100份，增容剂1‑100份，增粘剂0.05‑15份，色母料0.05‑5份；该管材的内壁层重量比配方为工程塑料75‑100份，改性聚丙烯0‑25份，增容剂0.5‑15份，增强剂0.05‑50份，填充剂0‑50份，纳米材料0‑15份，色母料0‑5份；该管材的制备包括以下步骤：a、外层料的制备（1）、外层料初混将改性聚丙烯与增容剂按重量份配比混合，加热搅拌3‑15钟，加热温度不超过60℃，然后冷却到25‑40℃供下道工序共混使用；所述的改性聚丙烯为嵌段聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、α改性聚丙烯、β改性聚丙烯、γ改性聚丙烯中的一种或者二种以上的混合；所述的增容剂为聚丙烯‑己内酯接枝共聚物、聚丙烯‑苯乙烯接枝共聚物、马来酸酐接枝共聚物、大分子硅烷偶联剂、大分子铝钛偶联剂、大分子钛酸酯偶联剂、聚丙烯‑甲基丙烯酸酯接枝共聚物、聚丙烯‑丙烯晴接枝共聚物、聚丙烯‑甲基丙烯酸接枝共聚物、氯甲基苯乙烯接枝共聚物、丙烯酸接枝共聚物、乙烯‑丙烯接枝共聚物、丙烯酸环氧酯接枝共聚物、顺丁烯二酸酐接枝共聚物、乙烯‑醋酸乙烯共聚物中的一种或者二种以上的混合；（2）、外层料共混将抗冲击改性剂、抗菌剂、光稳定剂、抗氧剂、纳米材料按重量份配比混合，加热搅拌3‑20分钟，当温度达到70‑80℃时加入上述的外层初混料，继续搅拌到90‑120℃停止搅拌，然后冷却到40‑50℃供下道工序使用；所述的抗冲击改性剂为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、丙烯晴‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯中的一种或者二种以上的混合；所述的抗菌剂为青霉素、顺丁烯二酸酐共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯吡咯烷‑丁烯酸共聚物、乙烯吡咯烷‑无水马来酸共聚物、银离子抗菌剂、铜离子抗菌剂、二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、克菌丹、山萮、孟宗竹、薄荷、柠檬叶提取液、芥末提取液、扁柏素、脱乙酰壳多糖、香辣料、蓖麻油、椿树油、壳聚糖中的一种或者二种以上的混合；所述的光稳定剂为二苯甲酮、苯甲酸酯、苯并三唑、水杨酸酯、二硫代氨基甲酸镍盐、硫代双酚、磷酸单酯镍、受阻胺、炭黑、二氧化钛、氧化锌、氧化铁中的一种或者二种以上的混合；所述的抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂、酚类抗氧剂中的一种或者两种以上的混合；所述的纳米材料为活性纳米碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、云母、石英砂、绢云母、陶土、硅酸盐、石灰石中的一种或者二种以上的混合；b、中间过渡层料的制备将工程塑料、改性聚丙烯、增容剂、增粘剂、色母料按重量份配比混合，加热搅拌3‑20分钟，当温度达到100‑125℃时停止搅拌，冷却到32‑45℃供下道工序使用；所述的工程塑料为聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚酯、ABS、聚酰亚胺、聚苯醚、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或者二种以上的混合；所述的改性聚丙烯为嵌段聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、α改性聚丙烯、β改性聚丙烯、γ改性聚丙烯中的一种或者二种以上的混合；所述的增容剂为聚丙烯‑己内酯接枝共聚物、聚丙烯‑苯乙烯接枝共聚物、马来酸酐接枝共聚物、大分子硅烷偶联剂、大分子铝钛偶联剂、大分子钛酸酯偶联剂、聚丙烯‑甲基丙烯酸酯接枝共聚物、聚丙烯‑丙烯晴接枝共聚物、聚丙烯‑甲基丙烯酸接枝共聚物、氯甲基苯乙烯接枝共聚物、丙烯酸接枝共聚物、乙烯‑丙烯接枝共聚物、丙烯酸环氧酯接枝共聚物、顺丁烯二酸酐接枝共聚物、乙烯‑醋酸乙烯共聚物中的一种或者二种以上的混合；所述的增粘剂为聚异丁烯共聚物、松香树脂、松香酸甘油酯、氢化松香酸香戊四醇酯、二萜烯聚合物、烷基酚醛树脂、达马树脂、虫胶、聚苯乙烯树脂、松香改性酚醛树脂中的一种或者二种以上的混合；所述的色母料为白色母料、红色母料、黑色母料、黄色母料、蓝色母料、绿色母料、紫色母料、橙色母料、灰色母料、青色母料、白色颜料、红色颜料、黑色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、绿色颜料、紫色颜料、橙色颜料、灰色颜料、青色颜料中的一种或者二种以上的混合；c、内壁层料的制备（1）、内壁层料初混将工程塑料与增容剂按重量份配比混合，加热搅拌3‑20分钟，当温度达到100‑125℃停止搅拌，供下道工序共混；所述的工程塑料为聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚酯、ABS、聚酰亚胺、聚苯醚、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或者二种以上的混合；所述的增容剂为聚丙烯‑己内酯接枝共聚物、聚丙烯‑苯乙烯接枝共聚物、马来酸酐接枝共聚物、大分子硅烷偶联剂、大分子铝钛偶联剂、大分子钛酸酯偶联剂、聚丙烯‑甲基丙烯酸酯接枝共聚物、聚丙烯‑丙烯晴接枝共聚物、聚丙烯‑甲基丙烯酸接枝共聚物、氯甲基苯乙烯接枝共聚物、丙烯酸接枝共聚物、乙烯‑丙烯接枝共聚物、丙烯酸环氧酯接枝共聚物、顺丁烯二酸酐接枝共聚物、乙烯‑醋酸乙烯共聚物中的一种或者二种以上的混合；（2）、内壁层料共混将改性聚丙烯、增容剂、色母料、增强剂、填充剂、纳米材料按重量份配比混合，加热搅拌3‑20分钟，当温度达到80℃时将上述内壁层的初混料加入共混，继续搅拌到90‑125℃时停止搅拌，然后冷却到40‑50℃供下道工序使用；所述的改性聚丙烯为嵌段聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、α改性聚丙烯、β改性聚丙烯、γ改性聚丙烯中的一种或者二种以上的混合；所述的色母料为白色母料、红色母料、黑色母料、黄色母料、蓝色母料、绿色母料、紫色母料、橙色母料、灰色母料、青色母料、白色颜料、红色颜料、黑色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、绿色颜料、紫色颜料、橙色颜料、灰色颜料、青色颜料中的一种或者二种以上的混合；所述的增强剂为活性玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、晶须尼龙纤维、聚酯纤维、硼纤维中任何一种或者二种以上的混合；所述的填充料为碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、云母、石英砂、绢云母、陶土、硅酸盐、石灰石中的一种或者二种以上的混合；所述的纳米材料为活性纳米云母、石英砂、绢云母、陶土、硅酸盐、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、石灰石中的一种或者二种以上的混合；d、挤出成型管材将上述制备好的外层料、中间过渡层料、内壁层料经三台不同的挤出机挤出在一个模具上熔熔复合成型管材，其外层料挤出机机筒温度：一区为160‑180℃，二区为180‑200℃，三区为185‑230℃，四区为190‑250℃，挤出机螺杆转速1‑30转/分钟；中间过渡层挤出机机筒温度：一区为165‑185℃，二区为180‑200℃，三区为185‑230℃，四区为190‑250℃，挤出机螺杆转速1‑30转/分钟；内壁层挤出机温度：一区为175‑185℃，二区为180‑205℃，三区为185‑235℃，四区为190‑250℃，挤出机螺杆转速机1‑30转/分钟；连接过度段温度为160‑250℃；模具温度：一区为175‑185℃，二区为180‑205℃，三区为185‑235℃，口模温度为190‑250℃；牵引速度为1‑25米/分钟，冷却水温为5‑45℃。