[发明专利]聚丙烯树脂组合物及大口径热态缠绕结构壁管生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料组合物，具体的为一种高强度改性的聚丙烯树脂组合物以及采用该聚丙烯树脂组合物制作大口径热态缠绕结构壁管的生产工艺。

背景技术

出于对环境、能源和卫生性能等的要求，以塑料管材代替传统管材已成为共识，由发达国家的管道实践表明：聚烯烃管道今后将逐渐占主导地位，特别在大口径实壁管和结构壁管系统。在传统的塑料排水管材中，制作管材的塑料主要包括为聚氯乙烯和聚乙烯。但在用于高温高压下的化学工业排水排污管道系统时，高密度聚乙烯（HDPE）材料还是有其技术局限性，因此聚丙烯是首选材料。

目前用高密度聚乙烯为主体材料，采用热态缠绕的工艺方式生产结构壁管材，其管材直径能做到300-4000 mm，但这种工艺成型方式生产的结构壁管其环刚度不高，例如管材直径≥1800 mm时，很难做到环刚度超过SN8且所消耗的原材料很多，其制造成本非常高。目前，国内也有少量的排污排水管道采用聚丙烯作为主体材料，如聚丙烯双壁波纹管，但由于生产设备的限制，管材的最大直径只能做到1800mm。近年压力管领域应用的高密度聚乙烯逐步进步，但是新型的PE80和PE100用于高环刚度管材没有明显的优势。

有鉴于此，本发明旨在探索一种高强度改性的聚丙烯树脂组合物以及采用该聚丙烯树脂组合物生产大口径热态缠绕结构壁管的生产工艺，采用该聚丙烯树脂组合物制成的塑料具有耐化学腐蚀、耐高温和使用寿命长的优点，因此采用该聚丙烯树脂组合物生产得到的大口径热态缠绕结构壁管具有高环刚度的机械性能，且能够节省材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种高强度改性的聚丙烯树脂组合物以及采用该聚丙烯树脂组合物生产大口径热态缠绕结构壁管的生产工艺，采用该聚丙烯树脂组合物制成的塑料具有耐化学腐蚀、耐高温和使用寿命长的优点，因此采用该聚丙烯树脂组合物生产得到的大口径热态缠绕结构壁管具有高环刚度的机械性能，且能够节省材料。

要实现上述技术目的，本发明首先提出了一种聚丙烯树脂组合物，包括如下重量比组分：

嵌段共聚聚丙烯：75-85份；

增强改性母料：15-25份；

加工改性剂：1-2份；

抗冲改性材料：3-8份；

色母料：0-2份。

进一步，所述嵌段共聚聚丙烯的弹性模量为大于1700MPa，熔融指数为0.1-0.3g/10min。

进一步，所述增强改性母料由PP树脂、无机矿物、分散助剂和偶联剂组成，且所述增强改性母料的颗粒度为1250-3000目。

进一步，所述加工改性剂为聚丙烯酸酯类高分子材料。

进一步，所述抗冲改性材料为的乙丙橡胶（EPR）。

进一步，所述色母料为嵌段共聚聚丙烯与炭黑的混合物。

本发明还提出了一种采用如上所述聚丙烯树脂组合物生产大口径热态缠绕结构壁管的生产工艺，包括如下步骤：

1）配料、混合：将所述聚丙烯树脂组合物的各个组分按照比例配料并混合均匀；

2）干燥预热：利用热风对步骤1）得到的聚丙烯树脂组合物进行干燥预热；

3）塑化挤出并缠绕成型：将步骤2）得到的聚丙烯树脂组合物进行塑化挤出并将挤出的熔融态塑料进行热态缠绕成型为管材；

4）冷却成型；

5）切削平整；

6）脱模：将管材从热态缠绕成型模具上脱模。

进一步，所述第1）步骤完成后，将配料混合完成后的聚丙烯树脂组合物存放至过渡料仓备用，并在所述第3）步骤开始前1-1.5小时取出干燥预热。

进一步，所述第2）步骤中干燥预热的温度为80℃-90℃；所述第3）步骤中塑化挤出的温度为210℃-250℃，热态缠绕成型的温度为150℃-200℃；所述第4）步骤中冷却成型的温度≤50℃。

进一步，还包括步骤7）：在所述管材的承口内壁上或插口外壁上盘绕电热丝。

本发明的有益效果为：

本发明的聚丙烯树脂组合物采用嵌段共聚聚丙烯作为主体材料，通过加入增强改性的母料和各种助剂，能够有效提该高聚丙烯树脂组合物制成的塑料的机械性能，并且该聚丙烯树脂组合物制成的塑料还具有优良的耐化学腐蚀性能，能够如现有的聚乙烯塑料一样熔接，并具有高度的柔韧性和优良的抗冲击能力。

本发明的大口径热态缠绕结构壁管生产工艺，利用高强度改性的聚丙烯树脂组合物制成的塑料制作管材，可使管材具有很高的拉伸弹性模量和屈服拉伸强度，并能够抵抗化学腐蚀和高温液体，具有高的柔韧性和优良的抗冲击，使得管材在40℃条件下具有使用100年的预期寿命，使用寿命更长；