一種高耐環境應力開裂性能ppr給水管材及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及塑料管材技術領域，具體涉及一種高耐環境應力開裂性能PPR給水管 材。
【背景技術】
[0002] 由無規共聚聚丙烯（PPR)專用料經擠出成型的PPR管由于具有較好的抗沖擊性、 耐溫性、抗蠕變性能及良好的熱熔焊接性能，因此可作為環保型的輸水管道，廣泛應用于建 筑冷熱水、純凈水供應以及供暖和一般工業流體管道。但是由于PP基料自身結構的原因， 在低溫情況下，由PP基料制備得到的管存在質脆易裂等缺陷，且耐環境應力開裂性能較 差，沖擊強度低等因素，這嚴重制約了 PPR管在北方的發展，因此，尋求一種耐超低溫的高 耐環境應力開裂性能的PPR給水管仍是亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高耐環境應力開裂性能PPR給 水管材，由該PPR給水管材制備得到的PPR給水管具有優良的耐環境應力開裂性、耐寒性和 低溫韌性，可以在超低溫的環境中使用，從而擴大了 PPR管的使用范圍。
[0004] 本發明的另一目的在于提供上述高耐環境應力開裂性能PPR給水管材的制備方 法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用如下技術手段： 一種高耐環境應力開裂性能PPR給水管材，所述PPR給水管材按重量份數由以下原料 組成： 嵌段共聚聚丙烯PPB 15~20份； 無規共聚PPR 65~75份； 低順式聚丁二烯橡膠 6~10份； 聚異丁稀 6~10份； 石蠟油 2~4份； 引發劑 0.3~0.5份； 抗氧劑 0. 3~0. 5份。
[0006] 發明人發現，低順式聚丁二烯橡膠有利于聚合過程中橡膠與聚丙烯的接枝，增強 低順式聚丁二烯橡膠與基材間的黏結強度，使橡膠粒子不易與基材產生脫離，從而表現為 更好的抗拉強度和耐環境應力開裂性能；聚異丁烯可以和低順式丁二烯橡膠共混，進一步 改善高分子材料的性能；石蠟油具有黏度適宜、傾點低的特點，當填充到聚丙烯中能夠很好 地增強材料的物性和耐寒性，而且石蠟油芳烴含量低，提高了材料的抗氧化降解性能，有利 于延長材料制品的使用壽命；本發明將三者結合起來，有效地改善了由本發明的管材制備 得到的管的耐環境應力開裂性、耐寒性和低溫韌性，所得PPR管可以在-30°c~-10°c的超 低溫的環境中使用，擴大了 PPR管的使用范圍。
[0007] 上述高耐環境應力開裂性能PPR給水管的制備方法，具體包括如下步驟： 51 :按如上述的配方稱取各原料； 52 :在聚合釜中加入步驟Sl中所稱取的低順式聚丁二烯橡膠、聚異丁烯及抗氧劑進行 溶解，再加入嵌段共聚聚丙烯PPB、無規共聚PPR、石蠟油和引發劑，于100~170°C范圍內逐 級升溫進行聚合； 53 :聚合反應完成后，將步驟S2中的物料投入脫揮器中，在220°C真空條件下進行溶劑 和未反應單體的脫除，脫除后冷卻、粉碎造粒； 54 :將步驟S3中所得粒料投入單螺桿擠出機經熔融、模口擠出、冷卻、拉伸、噴碼、切割 后即得高耐環境應力開裂性能PPR給水管。
[0008] 優選地，所述低順式聚丁二稀橡膠的乙烯基含量為35%~45%，進一步優選地，所 述低順式聚丁二烯橡膠的粒徑多2. 2 μ m。發明人在實驗過程中發現，如果采用普通橡膠而 并非本發明所使用的低順式聚丁二烯橡膠時，那么當材料在受到應力時，作為應力集中點 的普通橡膠顆粒可能會與基體產生脫離，形成空洞；而空洞的形成會使管材材料的密度下 降，甚至在材料表面產生缺陷，這就使由該管材制備得到的管所接觸的液體更易于滲透到 基體內部，從而帶來不良影響；與普通橡膠相比，低順式丁二烯橡膠乙烯基含量高，凝膠含 量低，這更利于聚合過程中橡膠與聚丙烯的接枝，從而增強了低順式聚丁二烯橡膠與基體 間的黏結強度，使得材料在低于屈服點的應力作用時，作為分散相的橡膠粒子不易與基體 產生脫離，從而表現為更好的抗拉強度和耐環境應力開裂性能。
[0009] 優選地，所述聚異丁烯的分子量為1.5X105~2.0X105，高分子量聚異丁烯可 填充更多填料；和低順式丁二烯橡膠共混效果好，并改善高分子材料的性能，提高拉伸強度 和耐環境應力開裂性能。
[0010] 優選地，所述無規共聚PPR的分子量為大于7. 2X 105,選用高分子量的無規共聚 PPR有利于減少加工過程中的分子取向，提高管材的強度和韌性；所述嵌段共聚聚丙烯PPB 的熔體流動速率為I. 〇~I. 8g/10min，熔體流動速率越低，越有利于提高產品的抗沖擊性 能，缺口沖擊強度能達到PPR的5倍以上，切韌性和強度都比較高，加入PPB，可以顯著提高 產品的沖擊強度。
[0011] 優選地，所述低順式聚丁二烯橡膠的商品牌號為EPS30R。
[0012] 優選地，所述聚異丁烯的商品牌號為韓國大林PB2400。
[0013] 優選地，所述無規共聚PPR的商品牌號為RP2400,所述嵌段共聚聚丙烯PPB的商品 牌號為EPS30R。
[0014] 優選地，所述引發劑為過氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯，所述抗氧劑為1076 ;本發 明選用抗氧劑可以防止聚丙烯在高溫加工和長期使用過程中由于氧的作用而引發的降解、 龜裂等，在聚丙烯中加入抗氧劑，以捕捉聚丙烯因受熱作用而產生的自由基，以此來阻止聚 丙烯分子鏈斷裂，避免材料表面出現裂紋和產生開裂現象，從而提高聚丙烯的耐環境應力 開裂性能。
[0015] 上述高耐環境應力開裂性能PPR給水管材在制備高耐環境應力開裂性能PPR給水 管中的應用。
[0016] 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果： 本發明將低順式聚丁二烯橡膠、聚異丁烯和石蠟油三者結合起來，并選用嵌段共聚聚 丙烯PPB和無規共聚PPR為基材，由本發明的PPR給水管材有效地改善了 PPR管的耐環境 應力開裂性、耐寒性和低溫韌性，所得PPR管可以在_30°C~-KTC的超低溫的環境中使用， 擴大了 PPR管的使用范圍。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合實施例對本發明做進一步的描述。這些實施例僅是對本發明的典型描 述，但本發明不限于此。下述實施例中所用的試驗方法如無特殊說明，均為常規方法，所使 用的原料，試劑等，如無特殊說明，均為可從常規市場等商業途徑得到的原料和試劑。
[0018] 實施例1 一種高耐環境應力開裂性能PPR給水管材，所述PPR給水管材按重量份數由以下原料 組成： 嵌段共聚聚丙烯PPB 15份； 無規共聚PPR 65份； 低順式聚丁二烯橡膠 6份； 聚異丁烯 6份； 石蠟油 2份； 過氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0. 3份； 抗氧劑 0. 3份。
[0019] 上述高耐環境應力開裂性能PPR給水管的制備方法，具體包括如下步驟： 51 :按如上述的配方稱取各原料； 52 :在聚合釜中加入步驟Sl中所稱取的低順式聚丁二烯橡膠、聚異丁烯及抗氧劑進行 溶解，再加入嵌段共聚聚丙烯PPB、無規共聚PPR、石蠟油和引發劑，于100°C范圍內逐級升 溫進行聚合； 53 :聚合反應完成后，將步驟S2中的物料投入脫揮器中，在220°C真空條件下進行溶劑 和未反應單體的脫除，脫除后冷卻、粉碎造粒； 54 :將步驟S3中所得粒料投入單螺桿擠出機經熔融、模口擠出、冷卻、拉伸、噴碼、切割 后即得高耐環境應力開裂性能PPR給水管。