一種高性能聚烯烴管件及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及塑料管件技術領域，具體涉及一種高性能聚烯烴管件及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯管道是當今世界發達國家普遍采用的新型產品，在冷熱水輸送工程中采用 同質熔接技術，其綜合技術性能和經濟指標遠遠優于其它同類產品，尤其是它卓越的衛生 性能，從生產使用到廢棄回收過程都可達到極高的衛生、環保要求。
[0003] 普通聚丙烯因其韌性及抗沖擊能力差，多年來國內外專家對聚丙烯管道用料進行 了大量研究開發工作，第一代聚丙烯管材用料采用均聚聚丙烯加入一定量的增韌助劑經共 混造粒而成，稱PP-H;第二代聚丙烯管道用料采用聚丙烯與聚乙烯嵌段共聚工藝聚合而成， 稱為PP-B;第三代聚丙烯管道用料是以無規共聚聚丙烯為基料，經改性處理后制成，簡稱 PP-R。PP-R的突出優點在于既改善了 PP-H的低溫脆性，又在較高的溫度下具有很好的長期 耐內壓能力；隨著國家大力推廣應用化學建材，我國的PP-R管道生產及應用在塑料管道的 比重逐步加大，目前國內建筑冷熱水與采暖中由PVC、PE-X、鋁塑管逐步向PP-R管道過渡。
[0004] 聚丙烯是一種結晶材料，需要克服的缺點是成型收縮率大、低溫易脆裂等。現階段 針對PP的低溫脆裂問題，常用共混進行改性，從而提高沖擊強度。以塑料作為增韌材料對PP 進行改性研究較早，其中較成功的例子有PP/PE體系，相比于添加成核劑進行改性，生產工 序簡單，工藝控制范圍較寬。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高性能聚烯烴管件，本發明通 過調整線性低密度聚乙烯和無規共聚聚丙烯的質量比顯著改善了聚烯烴管件的抗沖擊性 能，以本發明的配方制備得到的高性能聚烯烴管件具有密度低、強度高和抗沖擊性能好的 特點。
[0006] 本發明的另一目的在于提供上述高性能聚烯烴管件的制備方法。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案： 一種高性能聚烯烴管件，所述高性能聚烯烴管件按質量份數由以下原料組成： 無規共聚聚丙稀 20~40份； 線性低密度聚乙烯 60~80份； 色母粒 1~5份； 加工助劑 0.2~0.8份； 其中，所述無規共聚聚丙烯和所述線性低密度聚乙烯的質量比為1~2:4~3;所述線性 低密度聚乙稀在190°C，5. Okg條件下的的恪融指數為5.00~7.00g/10min;所述無規共聚聚 丙烯在230°C，2.16kg條件下的熔融指數為0.2~0.3g/10min。
[0008] 聚丙烯晶體尺寸的大小與其抗沖擊性能密切相關，當單獨選用聚丙烯作為原料 時，由于聚丙烯為結晶性聚合物，其生成的球晶尺寸較大，球晶之間的界面清晰，使得聚丙 烯易于產生裂紋，導致聚丙烯的沖擊性能較差;相比之下，線性低密度聚乙烯的晶體非常細 小，晶體之間的界面也十分模糊，所以其沖擊性能很好;在聚丙烯與聚乙烯的共混體系中， 聚丙烯與聚乙烯都是結晶性聚合物，它們之間不會形成共晶而是各自結晶，但聚丙烯晶體 與聚乙烯晶體之間會發生相互制約作用，這種制約作用可破壞聚丙烯的球晶結構，聚丙烯 球晶被聚乙烯分割成晶片，使聚丙烯不能產生球晶，隨著聚乙烯用量的增大，這種分割越來 越顯著，從而使得聚丙烯晶體進一步被細化，聚丙烯晶體尺寸變小，從而有利于改善聚烯烴 管件的抗沖擊性能;發明人在實驗過程中發現，當將線性低密度聚乙烯加入到無規共聚聚 丙烯中后，可以將無規共聚聚丙烯的球晶分割成碎晶，晶體間界面變得模糊，有利于改善聚 丙烯材料的沖擊性能。
[0009] 發明人在實驗過程中還發現，隨著線性低密度聚乙烯(LLDPE)用量增加，共混體系 的屈服應力下降，而斷裂伸長率逐漸增加，并呈良好的線性關系，沖擊強度增加，拉伸屈服 強度、彎曲強度降低，當LLDPE用量到達某一臨界時，共混體系中晶體間界面已經完全消失， 共混物逐漸形成互穿網絡結構具有很高的沖擊強度;優選地，所述無規共聚聚丙烯和所述 線性低密度聚乙烯的質量比為3:7。
[0010] 優選地，所述線性低密度聚乙烯在190°C，5 . Okg條件下的的熔融指數為6 . OOg/ IOmin0
[0011]優選地，所述無規共聚聚丙烯在230°C，2.16kg條件下的熔融指數為0.25g/10min。
[0012] 優選地，所述色母粒的載體樹脂為聚乙烯樹脂或聚丙烯樹脂中的一種或幾種。
[0013] 優選地，所述色母粒的載體樹脂為線性低密度聚乙烯或無規共聚聚丙烯樹脂中的 一種或幾種。
[0014] 優選地，所述加工助劑為受阻酚、芳香族仲胺、受阻胺、磷酸酯類工業抗氧劑中的 一種或幾種。
[0015] 上述高性能聚烯烴管件的制備方法，具體操作為通過對無規共聚聚丙烯和線性低 密度聚乙烯進行混煉造粒，然后加入配方中其它材料組分，分散均勻、干燥、注塑成型。
[0016] 優選地，所述高性能聚烯烴管件的制備方法為將無規共聚聚丙烯和線性低密度聚 乙烯進行混煉造粒，混煉操作時擠出機的溫度控制在190~210°C，真空度保持為0.04MPa， 混煉完成后加入配方中其它材料組分；然后在混料機中對各物料進行分散，分散時間為 20min;使用塑料粒料干燥機進行干燥，干燥溫度設定為90°C，干燥時間為Ih;使用注塑機進 行注塑成型，注塑機機筒溫度設置為190~210°C。
[0017] 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果： 本發明通過選擇線性低密度聚乙烯和無規共聚聚丙烯，并按照特定質量比配比，使得 線性低密度聚乙烯將聚丙烯的球晶結構分割成合適尺寸的大小，使無規共聚聚丙烯的晶體 細微化，顯著提高了聚烯烴管件的抗沖擊性能，以本發明的配方制備得到的高性能聚烯烴 管件具有密度低、強度高和抗沖擊性能好的特點；并且本發明所選用的原料均為無毒無害 物質，對環境友好，不會污染環境，具有較大的推廣應用價值。
【具體實施方式】
[0018] 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。以下各實施例的無規共聚聚丙烯在230°C，2.16kg條件下的熔融指 數為O . 25g/10min;所述線性低密度聚乙稀在190°C，5 .Okg條件下的的恪融指數為6.00g/ IOmin;所述色母粒的載體樹脂為線性低密度聚乙稀;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，均為可從常規市購等商業途 徑得到的原料和試劑。
[0019] 實施例1 一種高性能聚烯烴管件，所述高性能聚烯烴管件按質量份數由以下原料組成： 無規共聚聚丙烯 30份； 線性低密度聚乙烯 70份； 色母粒 4份； 抗氧劑Tinuvin 770 0.1份； 抗氧劑1010 0.2份； 其中，所述無規共聚聚丙烯和所述線性低密度聚乙烯的質量比3:7。
[0020]上述高性能聚烯烴管件的制備方法如下： 將無規共聚聚丙烯和線性低密度聚乙烯進行混煉造粒，混煉操作時擠出機的溫度控制 在190°C，真空度保持為0.04MPa，混煉完成后加入配方中其它材料組分;然后在混料機中對 各物料進行分散，分散時間為20min;使用塑料粒料干燥機進行干燥，干燥溫度設定為90°C， 干燥時間為lh;使用注塑機進行注塑成型，注塑機機筒溫度設置為190°C。
[0021 ] 實施例2 一種高性能聚烯烴管件，所述高性能聚烯烴管件按質量份數由以下原料組成： 無規共聚聚丙烯 35份； 線性低密度聚乙烯 65份； 色母粒 4份； 抗氧劑Tinuvin 770 0.1份； 抗氧劑1010 0.2份； 其中，所述無規共聚聚丙烯和所述線性低密度聚乙烯的質量比為7:13。
[0022]上述高性能聚烯烴管件的制備方法如下： 將無規共聚聚丙烯和線性低密度聚乙烯進行混煉造粒，混煉操作時擠出機的溫度控制 在200°C，真空度保持為0.04MPa，混煉完成后加入配方中其它材料組分;然后在混料機中對 各物料進行分散，分散時間為20min;使用塑料粒料干燥機進行干燥，干燥溫度設