CN104710676B - 一种pe‑rt管材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PE‑RT管材料，所述PE‑RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE‑RT 90～95份、芳基羧酸盐类聚烯烃成核剂0.2～0.5份、苯乙烯‑丙烯酸酯乳液3～8份、木纤维8～15份、乙烯基三（β‑甲氧基乙氧基）硅烷0.2～0.5份，其中，所述苯乙烯‑丙烯酸酯乳液对木纤维进行改性；本发明还涉及上述PE‑RT管材料制备得到的PE‑RT管及其制备方法。由本发明的PE‑RT管材料制备得到的PE‑RT管具有优良的长期静液压强度，在110℃以下各温度条件下不会发生脆性破坏，静液压曲线不会出现拐点，可承受较高内压。

Description

一种PE-RT管材料
技术领域
本发明涉及塑料管材技术领域，尤其涉及一种PE-RT管材料。
背景技术
近年来耐热聚乙烯(PE-RT)因其耐热和韧性，以及可以焊接、热熔等特点，已广泛应用于建筑采暖和热水供应的工程中。PE-RT是乙烯和辛烯共聚物，属于低密度聚乙烯，这种材料在保留PE良好的柔韧性的条件下，提高了制品的耐热性能，且属于非交联制品。与交联材料相比，PE-RT材料除了具有较佳的热熔焊接性能之外，还具有可以回收利用的优势；但是与聚丙烯材料相比，PE-RT材料在一定温度条件下的拉伸强度不足，一般只能在低温、低压的热水体系中使用，如低温地板辐射采暖等。对于承受较高内压的暖气片散热采暖体系，则PE-RT材料的管道不宜选用。另外，PE-RT管材在110℃以下各温度条件下长期使用，也容易发生脆性破坏，即静液压曲线出现拐点。因此，仍需寻求一种具有优良的长期静液压强度，耐脆性破坏，抗冲击强度性好的管材。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种PE-RT管材料，由所述PE-RT管材料制备得到的PE-RT管具有优良的长期静液压强度，在110℃以下各温度条件下不会发生脆性破坏，静液压曲线不会出现拐点，可承受较高内压。
本发明的另一目的在于提供上述PE-RT管材料制备得到的PE-RT管。
本发明的另一目的在于提供上述PE-RT管的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取如下技术手段：
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 90～95份、芳基羧酸盐类聚烯烃成核剂0.2～0.5份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3～8份、木纤维8～15份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2～0.5份；其中，所述苯乙烯-丙烯酸酯乳液对木纤维进行改性。
芳基羧酸盐类聚烯烃类化合物是聚丙烯常用的一种加工助剂，通过向聚丙烯中加入芳基羧酸盐类聚烯烃类化合物，促进分子的结晶过程并加快结晶速度，使分子具有微晶结构，从而有利于提高产品的抗冲击强度、屈服强度等；同时，本发明选用木纤维以提高PE-RT管的刚性，改善PE-RT管的缺口敏感度，随着木纤维含量的增加，PE-RT管的热变形温度也逐步上升，从而提高了PE-RT管的耐热性能；发明人在实验中发现，采用苯乙烯-丙烯酸酯乳液对除湿干燥后的木纤维进行改性可以提高木纤维在PE-RT材料中的分散度，从而进一步改善PE-RT管的性能。
本发明选用芳基羧酸盐类聚烯烃类化合物作为成核剂，并使用苯乙烯-丙烯酸酯乳液对木纤维进行改性之后制备得到的PE-RT管具有较高的刚性和表面硬度，同时提高了PE-RT管的缺口冲击强度；以本发明的PE-RT管材料制备得到的PE-RT管与纯PE-RT管材制备得到的PE-RT管相比，弯曲弹性模量与拉伸屈服强度都有较大提高，增刚改性效果更好。
选用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷作为木纤维填充PE-RT的粘合促进剂，对进一步发挥木纤维的作用具有较好的效果。
上述PE-RT管的制备方法包括如下步骤：
S1：将木纤维除湿干燥，并采用苯乙烯-丙烯酸酯乳液对木纤维进行改性；
S2：将改性后的木纤维与乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷放入高速热混机中，混合搅拌，然后放入冷混机冷却至常温，得到改性料A；
S3：将耐热聚乙烯PE-RT、芳基羧酸盐类聚烯烃成核剂放入高速混合机，升温，混合搅拌，然后放入冷混机继续搅拌，降温，得到改性料B；
S4：将改性料A和改性料B搅拌均匀后，投入单螺杆挤出机，经熔融、冷却、切割成PE-RT管。
优选地，所述芳基羧酸盐类聚烯烃成核剂为CHA-3成核剂(芳基羧酸金属皂)，CHA-3成核剂属于芳基羧酸盐类聚烯烃成核剂。通过芳基羧酸盐类聚烯烃成核剂改性达到提高制品抗冲击性、刚性、表面光泽度等效果的目的，CHA-3成核剂能显著缩短制品的成型周期，提供给PE-RT管较强的刚性、具有增光及抗冲改性的效果。
优选地，所述耐热聚乙烯PE-RT的分子量为32000～48000，经试验发现，当耐热聚乙烯PE-RT的分子量在此范围时，以所述耐热聚乙烯PE-RT为材料制备得到的PE-RT管的冲击强度和拉伸性能最优。
优选地，步骤S2中所述木纤维和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷在高速热混机中混合搅拌5min。
优选地，步骤S3中所述高速混合机的温度为80℃，混合搅拌5min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
以本发明的PE-RT管材料制备得到的PE-RT管可以承受较高内压，具有优良的静液压强度，在110℃以下各温度条件下不会发生脆性破坏，即静液压曲线不会出现拐点；同时，本发明的PE-RT管材料制备得到的PE-RT管具有较高的热变形温度和良好的缺口敏感性，耐热性能优良，可以在多个管道领域中应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明，但具体实施例并不对本发明作任何限定。除非特别说明，实施例中所涉及的试剂、方法均为本领域常用的试剂和方法。
本发明各实施例中的耐热聚乙烯PE-RT的分子量为32000～48000，对照例2中的ZC-3(山梨醇衍生物类成核剂)的生产厂家为烟台只楚合成化学有限公司。
实施例1
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 90份、CHA-3成核剂(芳基羧酸金属皂)0.2份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3份、木纤维8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2份。
上述PE-RT管材料按照如下制备方法制备PE-RT管材：
(1)将木纤维除湿干燥，并采用苯乙烯-丙烯酸酯乳液对木纤维进行改性；
(2)将改性后的木纤维与乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷放入高速热混机中，混合搅拌5min，然后放入冷混机冷却至常温，得到改性料A；
(3)将耐热聚乙烯PE-RT、芳基羧酸盐类聚烯烃成核剂放入高速混合机，升温至80℃，混合搅拌5min，然后放入冷混机继续搅拌，降温，得到改性料B；
(4)将改性料A和改性料B搅拌均匀后，投入单螺杆挤出机，经熔融、冷却、切割成PE-RT管。
实施例2
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 95份、对叔丁基苯甲酸羟基铝(A1-PTB-BA)0.5份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液8份、木纤维15份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.5份。
本实施例的PE-RT管材料制备PE-RT管的方法同实施例1。
实施例3
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 92份、Ca-G成核剂0.3份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液5份、木纤维10份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份。
本实施例的PE-RT管材料制备PE-RT管的方法同实施例1。
实施例4
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 93份、双(对叔丁基苯甲酸)羟基铝(A1-PTBBA)0.4份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液6份、木纤维13份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.4份。
本实施例的PE-RT管材料制备PE-RT管的方法同实施例1。
对照例1
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 90份、二氧化硅0.2份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3份、木纤维8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2份。
本对照例的PE-RT管材料制备PE-RT管的方法同实施例1。
对照例2
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 90份、ZC-3(山梨醇衍生物类成核剂)0.2份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3份、木纤维8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2份。
本对照例的PE-RT管材料制备PE-RT管的方法同实施例1。
对照例3
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 101.2份、CHA-3成核剂0.2份。
上述PE-RT管材料按照如下制备方法制备PE-RT管：
将耐热聚乙烯PE-RT、CHA-3成核剂放入高速混合机，升高至80℃，混合搅拌5分钟，然后放入冷混机继续搅拌，降温至常温，然后投入单螺杆挤出机，经熔融、冷却、切割成PE-RT管。
对照例4
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 101.4份。
上述PE-RT管材料按照如下制备方法制备PE-RT管材：
将耐热聚乙烯PE-RT放入高速混合机，升高至80℃，混合搅拌5分钟，然后放入冷混机继续搅拌，降温至常温，然后投入单螺杆挤出机，经熔融、冷却、切割成PE-RT管。
对照例5
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 90份、CHA-3成核剂(芳基羧酸金属皂)0.2份、木纤维8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2份。
本对照例的PE-RT管材料制备PE-RT管的方法同实施例1。
对照例6
一种PE-RT管材料，所述PE-RT管材料按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT 90份、CHA-3成核剂(芳基羧酸金属皂)0.2份、氯化苯甲酰3份、木纤维8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2份。
本对照例的PE-RT管材料制备PE-RT管的方法同实施例1。
将实施例1～4与对照例1～6制备得到的PE-RT管进行性能测试，测试结果见下表。
测试方法如下：
(1)静液压力的测试方法参考GB/T6111；
(2)拉伸屈服强度的测试方法参考ISO527；
(3)断裂伸长率的测试方法参考ISO527；
(4)弯曲弹性模量的测试方法参考ISO178；
(5)缺口冲击强度的测试方法参考ISO180；
(6)热变形温度的测试方法参考ISO39(方法A)。
表1：

Claims (1)

1.一种PE-RT管，其特征在于，所述PE-RT管按重量份数由以下原料组成：耐热聚乙烯PE-RT90份、CHA-3成核剂0.2份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3份、木纤维8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2份；
所述PE-RT管的制备方法如下：
S1：将木纤维除湿干燥，并采用苯乙烯-丙烯酸酯乳液对木纤维进行改性；
S2：将改性后的木纤维与乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷放入高速热混机中，混合搅拌5min，然后放入冷混机冷却至常温，得到改性料A；
S3：将耐热聚乙烯PE-RT、CHA-3成核剂放入高速混合机，升温至80℃，混合搅拌5min，然后放入冷混机继续搅拌，降温，得到改性料B；
S4：将改性料A和改性料B搅拌均匀后，投入单螺杆挤出机，经熔融、冷却、切割成PE-RT管。
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