一種聚丙烯增韌抗沖管材的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種聚丙烯增韌抗沖管材的制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯具有密度小，無臭無毒，衛生，良好的耐熱性和耐腐蝕性等優點，廣泛應用 于冷熱水塑料管道系統，但由于聚丙烯韌性差，抗沖強度低，尤其低溫下脆性大，極大地限 制了聚丙烯管道系統在寒冷地區的發展。因此，提高聚丙烯管材的韌性具有重要的理論支 撐意義和經濟效益。
[0003] 聚丙烯增韌的方法主要分為兩大類，一是化學增韌，即將一些有利于提高聚丙烯 韌性的原子或基團共聚到聚丙烯鏈上；二是物理改性，通過添加增韌改性劑來提高聚丙烯 的韌性，常用的有乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物等。由于物理改性方法 對設備要求低，可操作性強，工業生產上基本采用添加各種改性劑的方法來提高材料的性 能。
[0004] 中國發明專利ZL201210523848.3介紹了一種采用引發劑、增韌劑來增韌改 性聚丙烯及制備聚丙烯制品的方法，但引發劑的引入會導致加工過程中分散和作用的 效果不易控制，極易引起分散不均、過度交聯或聚丙烯降解等問題。另外中國發明專利 ZL201110308569. 0介紹了一種采用增韌劑乙烯-醋酸乙烯共聚物、硫化劑和助硫化劑來增 韌改性得到高抗沖聚丙烯材料的制備方法，但是該方法引入硫化劑，會給制品帶來較大的 臭味，不利于管材的衛生性能。因此，需要尋找一種工藝簡單易控制，又不給制品帶來特殊 味道的聚丙烯管材增韌方法。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了克服已有技術存在的缺點，提供一種改善聚丙烯的常溫及低 溫韌性，工藝簡單易控制，又不給制品帶來特殊味道的一種聚丙烯增韌抗沖管材的制備方 法。
[0006] 本發明一種聚丙烯增韌抗沖管材的制備方法的技術方案是：其特征在于制備包括 如下步驟： A、 稱取原料：按質量份，其成分組成如下： 聚丙烯 100份； 聚烯烴增韌劑 5-30份； 無機填料 5-10份； 抗氧劑 0. 01-1. 0份； 紫外線吸收劑 0. 01-1. 0份； B、 烘干：將上述原料在60-80°C溫度下烘干； C、 制備預混料：將聚丙烯、聚烯烴增韌劑、無機填料按照一定比例混合后在低速攪拌機 里進行攪拌10-12分鐘，再加入抗氧劑和紫外線吸收劑，繼續攪拌2-5分鐘； D、擠出管材：將制備好的預混料喂入單螺桿擠出機，加工溫度控制在160-2KTC，螺桿 轉速控制在60-90rpm，擠出增韌改性的聚丙烯管材。
[0007] 本發明一種聚丙烯增韌抗沖管材的制備方法，所述的聚丙烯為無規共聚聚丙烯， 在230°C，2. 16kg砝碼荷載條件下，測得其熔融指數為0. 2 - 0. 5g/10min。所述的聚烯烴 增韌劑為乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS、線性低密度聚乙烯LLDPE或高密度聚乙烯 HDPE的其中一種或一種以上配合而成。所述的聚烯烴增韌劑單一增韌時為聚烯烴增韌劑為 乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS、苯乙 烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS、線性低密度聚乙烯LLDPE或高密度聚乙烯HDPE共 聚物中的一種，其添加量控制在5~15份；組合增韌時為聚烯烴增韌劑為乙烯-辛烯共聚物 Ρ0Ε、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯 乙烯嵌段共聚物SIS、線性低密度聚乙烯LLDPE或高密度聚乙烯HDPE共聚物重的一種或兩 種與聚乙烯協同增韌，其添加比例控制在共聚物：聚乙烯為1:1~2:1之間，添加總量小于30 份。所述的無機填料為滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇組分中的一種或一種以上配合而成。所述 的單一無機填料添加時總量控制在5-10份，組合添加為滑石粉和碳酸鈣，或滑石粉和硫酸 鋇，或滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇，組合范圍應控制在4:1~2:1，或8:1:1~5:1:1，添加總量小 于10份。所述的抗氧劑為β- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑 1076)、四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、2, 6-二叔 丁基-4-甲基苯酚(抗氧劑264)或三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)的其中 一種或一種以上配合而成。所述的單一抗氧劑添加量為〇. 01-1. 〇份，組合抗氧劑添加時， 主抗氧劑選1076或1010,輔抗氧劑選264或168,組合范圍應控制在4:添加總量小 于1.0份。所述的紫外線吸收劑為2- (2' -羥基-3'，5'-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑 (UVP-327)，2- (4, 6-雙（2, 4-二甲基苯基）-1，3, 5-三嗪-2-基）-5-辛氧基酚（UV-1164)、 水楊酸苯酯、4-苯甲酰氧基-2, 2,6,6_四甲基哌啶(光穩定劑744)的其中一種或一種以 上配合而成。所述單一紫外線吸收劑添加量為0. 01-1. 0份，組合抗紫外線劑添加時，為 UVP-327和水楊酸苯酯，或UVP-327和光穩定劑744,或UV-1164和水楊酸苯酯，或UV-1164 和光穩定劑744,組合范圍應控制在4:1~1: 1，添加總量小于1. 0份。
[0008] 本發明的優點在于：具有更好的混合分散效果，在螺桿中剪切效果更佳，能夠以更 細微的顆粒分散在聚丙烯基體中，因而抗沖擊效果更佳，同時玻璃化轉變溫度更低，對低溫 沖擊效果提高更佳。線性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯兼有不錯的增韌效果和較高的拉伸 強度，加入少量后可以起到協同增韌和補強的作用。無機填料的加入，可以彌補聚烯烴增韌 劑加入后對聚丙烯管材強度造成的損失。通過調節上述添加劑在聚丙烯基體中的組分配 比，可以提高沖擊性能的同時，也能彌補拉伸強度的不足，從而實現性能的最優化，大大拓 寬了聚丙烯的應用范圍。增韌改性后的聚丙烯，其沖擊強度有效地提高的同時，這種方法帶 來的剛性性能下降幅度微小。
【具體實施方式】
[0009] 本發明涉及一種聚丙烯增韌抗沖管材的制備方法，其特征在于制備包括如下步 驟： A、 稱取原料：按質量份，其成分組成如下： 聚丙烯 100份； 聚烯烴增韌劑 5-30份； 無機填料 5-10份； 抗氧劑 0. 01-1. 0份； 紫外線吸收劑 0. 01-1. 0份； B、 烘干：將上述原料在60-80°C溫度下烘干； C、 制備預混料：將聚丙烯、聚烯烴增韌劑、無機填料按照一定比例混合后在低速攪拌機 里進行攪拌10-12分鐘，再加入抗氧劑和紫外線吸收劑，繼續攪拌2-5分鐘； D、 注塑管材：將制備好的預混料喂入單螺桿擠出機，加工溫度控制在160-2KTC，螺桿 轉速控制在60-90rpm，擠出增韌改性的聚丙烯管材。
[0010] 所述的聚丙烯為無規共聚聚丙烯，在230 °C，2. 16kg砝碼下，其熔融指數為 0. 2-0. 5g/10min。所述的聚烯烴增韌劑為乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε、乙烯-醋酸乙烯共聚物 EVA、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS、線性低 密度聚乙烯LLDPE或高密度聚乙烯HDPE的其中一種或一種以上配合而成。所述的聚烯烴 增韌劑單一增韌時為聚烯烴增韌劑為乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、 苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS、線性低密度 聚乙烯LLDPE或高密度聚乙烯HDPE共聚物中的一種，其添加量控制在5~15份；組合增韌時 為聚烯烴增韌劑為乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、苯乙烯-丁二烯嵌 段共聚物SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS、線性低密度聚乙烯LLDPE或高 密度聚乙烯HDPE共聚物重的一種或兩種與聚乙烯協同增韌，其添加比例控制在共聚物：聚 乙烯為1:1~2:1之間，添加總量小于30份。所述的無機填料為滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇組 分中的一種或一種以上配合而成。所述的單一無機填料添加時總量控制在5-10份，組合添 加為滑石粉和碳酸鈣，或滑石粉和硫酸鋇，或滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇，組合范圍應控制在 4:1~2:1，或8:1:1~5:1:1，添加總量小于10份。所述的抗氧劑為β-(3, 5-二叔丁基-4-羥 基苯基）丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、四[β- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸] 季戊四醇酯(抗氧劑1010)、2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧劑264)或三[2. 4-二叔丁基 苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)的其中一種或一種以