[发明专利]一种耐低温增强型聚丙烯塑料管材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐低温增强型聚丙烯塑料管材及其制备方法。所述的PPR管材包含以下重量份的原料：无规则共聚聚丙烯100份、复合β晶型成核剂母粒1～10份、改性聚苯乙烯1～20份、硅烷化矿物晶须3～10份、润滑剂0.1～4份和抗氧化剂0.5～3份。本发明制得的PPR管材具有较佳的刚‑韧平衡性，在保持原有刚性不降低的同时，大幅度提高了管材的低温韧性，提升了PPR管材在低温环境的输运及应用可靠性。本发明的PPR管材可以广泛使用在热水、冷水、电力、通信、给水、排水、排灌、化工等工程中。

技术领域

本发明涉及塑料管材技术领域，具体涉及一种耐低温增强型聚丙烯塑料管材及其制备方法。

背景技术

无规则共聚聚丙烯(PPR)管材具有卫生无毒、节能环保、质轻高强度、耐热、使用寿命长、热熔连接方便可靠等优点，已经成为管道行业的一大品种。但由于PP-R树脂在低温下容易发脆，致使管材在低温下韧性变得很差，给运输和施工带来了很大困难，大大限制了PP-R管材的应用。

目前行业内主要采用以下措施改善PPR管材的低温韧性：1、向PP-R树脂中添加β成核剂或直接用β-PP-R原料进行制备β晶含量较高的PP-R管材，虽然添加β成核剂是最容易实现工业化应用的方法。但是β晶聚丙烯的弹性模量和屈服强度低、管材的刚性会相应的下降，使用β晶聚丙烯增韧PPR无法同时满足增韧增强的效果。2、添加弹性体或嵌段聚丙烯(PPB)，虽然管材的低温抗冲击性得到大幅度提高，但存在相容性差等问题，牺牲了管材的耐压性能，影响了管材的寿命。

公开号为CN 107880390 A的中国专利申请公开了一种PP-R耐寒抗冻抗菌管材及其制备方法，该PP-R管材的外层由PP-R树脂制备而成，中间层由包含耐寒改性剂、增强改性剂和PP-R树脂的粒料制备而成，内层由包含耐寒改性剂、抗菌剂、PP-R树脂的粒料制备而成。采用三层复合共挤工艺来制备，工艺较为复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐低温增强型聚丙烯塑料管材及其制备方法。所述的PPR管材具有较佳的刚-韧平衡性，在保持原有刚性不降低的同时，大幅度提高了管材的低温韧性，耐寒强度性能优异。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种耐低温增强型聚丙烯塑料管材，包含以下重量份的原料：

本发明所述的复合β晶型成核剂母粒为端羧基超支化聚酯和酰胺类β晶型成核剂以1:(0.05～0.2)的质量比组成。

优选，所述的端羧基超支化聚酯的数均分子量为2000～6000，其是由二元醇和三元酸按羟基和羧基当量比为1:(1.2～1.5)反应得到。具体的，所述的端羧基超支化聚酯的制备步骤为：在反应器中加入二元醇和三元酸，所述的二元醇和三元酸的用量是按羟基和羧基当量比为1:(1.2～1.5)计算得到，按每小时升温20℃的加热速度，加热至240℃，在0.65～1.30KPa下保温反应2～4h，冷却到室温，即得到端羧基超支化聚酯。

优选，所述的二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和新戊二醇中的至少一种；所述的三元酸选自偏苯三甲酸、均苯三甲酸和偏苯三甲酸酐中的至少一种。

优选，所述的酰胺类β晶型成核剂为TMB-4、TMB-5、NU-100(N,N'-二环己基-2,6-萘二甲酰胺)或均苯三酰胺类β-晶型成核剂。

优选，所述的复合β晶型成核剂母粒是通过以下方法制备得到：将端羧基超支化聚酯、酰胺类β晶型成核剂混合，加入双螺杆挤出机中挤出、造粒、冷却，即得到复合β晶型成核剂母粒。

本发明所述的改性聚苯乙烯为聚苯乙烯、烯烃嵌段共聚物和具有异氰酸酯基的丙烯酸酯按质量比(4～7):(3～6):(0.1～0.3)共混熔融挤出制得。