[发明专利]一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其应用和排水管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯组合物、由该聚丙烯组合物制备得到的聚丙烯材料、所述聚丙烯组合物或所述聚丙烯材料在制备排水管道中的应用、以及所述聚丙烯组合物或所述聚丙烯材料制成的排水管道。

背景技术

聚乙烯和聚丙烯，它们因其重量轻、好的热塑性、焊接性以及高的断裂韧性、耐腐蚀性和耐磨性而优于其它管材，通过挤出工艺而生产出不同规格的下水管。该类下水管能够长时间地保障废水-下水管道系统的高功能安全性。此外，这种材料还具有环境友好性、低敷设费用和无可置疑的再循环性的优点，因此在管道领域中得到广泛应用。

通常聚丙烯树脂的价格要高于聚乙烯树脂，但由于聚丙烯具有较轻的重量，与聚乙烯相比，聚丙烯能够在更大口径的排水管上可节省原材料在20％以上；同时由于聚丙烯具有比聚乙烯更高的弹性模量，对于同一口径的排水管道，采用聚丙烯可进一步提高管材的环刚度等级；而达到相同的环刚度采用聚丙烯则可以节省原料，减少成本，所以聚丙烯在制备大口径排水管道方面具有更好的性价比。

安装有效的废水排放设施以及室外低温下完成敷设工作都仍要把具有更高使用价值的新材料放在首先考虑之列。目前使用较广泛的材料都特别涉及具有适合使用的强度、低温韧性和直至90℃的使用温度的大口径抗外压排水塑料管。

目前已有方法通过复合结构来提高聚丙烯管的强度，例如，按照DE9416759U以及DE29612040U1的方法，将普通管用固体纤维材料或增强编织物缠绕，然后用塑料或外管覆套。EP0762032中描述了一种生产多层复合管的挤出方法，它的内外壁由加工前用增粘剂和填料改性的不同的聚合物材料组成。

相对未增强的管材，上述方法使用的复合管具有更高的耐压和耐温的能力。但是缺点体现在需要较多的加工步骤，不同的使用材料的高生产费用以及复合结构造成管道的重量增加。

按照EP0385465的方法，废水下水管的外壁为波状结构时可提高环刚度，并且该方法还描述了由光滑内管和波状外管组成的复合结构的生产方法。虽然具有外在轮廓的双重管有效地获得了环刚度，但相对来说也有生产成本高，双重管重量大和管复合技术复杂等缺点。

此外，还有一些专利文献介绍了其它提高聚丙烯的刚性和韧性的方法。特别是通过与弹性体混合(W096/37549，DE4019456)，分子量分布的加宽(W096/11216，DE4330661)，产生反应混合物(DE4001157)以及加入成核剂(DE4407327)等方法来实现。但由这些方法制备的聚丙烯管仍不满足目前对有效管材的刚度和韧性的平衡使用要求。

CN1285904A公开了一种高强度聚丙烯管，该管道的拉伸弹性模量为1300～2300N/mm²，缺口冲击强度为60～115KJ/m²，通过热塑性模塑材料挤出生产，这种材料由A和B两组分组成：其中A组分为80～98质量份数的等规聚丙烯均聚物；B组分为2～20质量份数的共聚物。该种聚丙烯管适合用于废水管道系统。同样，该聚丙烯管仍然不满足目前对有效管材的刚度-韧性平衡的使用要求，并且该聚丙烯管的耐热性稍差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的聚丙烯管不满足有效管材的刚度-韧性平衡的使用要求以及耐热性较差的缺陷，提供一种能够生产满足有效管材的刚度-韧性平衡的使用要求以及耐热性良好的聚丙烯管的聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其应用和排水管道。

本发明提供了一种聚丙烯组合物，该聚丙烯聚合物含有聚丙烯树脂、成核剂和抗氧剂，其中，所述聚丙烯树脂为乙烯和丙烯的抗冲聚合物，以所述聚丙烯树脂的总重量为基准，乙烯结构单元的含量为2-12重量％，丙烯结构单元的含量为88-98重量％，橡胶相的含量为4-16重量％，所述聚丙烯树脂在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率为0.15-0.8g/10min，所述聚丙烯树脂的多分散系数为3-13；所述成核剂含有有机类增刚型成核剂和无机类成核剂。

本发明还提供了一种聚丙烯材料，该聚丙烯材料由上述聚丙烯组合物加热熔融并挤出造粒形成。

本发明还提供了上述聚丙烯组合物或聚丙烯材料在制备排水管道中的应用。

此外，本发明还提供了一种由上述聚丙烯组合物或聚丙烯材料制成的排水管道。