CN104804306B - 一种高耐环境应力开裂性能ppr给水管材及其制备方法 - Google Patents

一种高耐环境应力开裂性能ppr给水管材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104804306B
CN104804306B CN201510091109.5A CN201510091109A CN104804306B CN 104804306 B CN104804306 B CN 104804306B CN 201510091109 A CN201510091109 A CN 201510091109A CN 104804306 B CN104804306 B CN 104804306B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ppr
environmental stress
stress cracking
cracking resistance
feeding pipes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510091109.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104804306A (zh
Inventor
代营伟
李锦松
秦立臣
王焱
阮艳灵
秦亚辉
秦賀霞
徐汝冰
赵宏强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HENAN LIANSU INDUSTRIAL Co Ltd
Original Assignee
HENAN LIANSU INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HENAN LIANSU INDUSTRIAL Co Ltd filed Critical HENAN LIANSU INDUSTRIAL Co Ltd
Priority to CN201510091109.5A priority Critical patent/CN104804306B/zh
Publication of CN104804306A publication Critical patent/CN104804306A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104804306B publication Critical patent/CN104804306B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14—Copolymers of propene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/18—Applications used for pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：嵌段共聚聚丙烯PPB 15～20份；无规共聚PPR 65～75份；低顺式聚丁二烯橡胶 6～10份；聚异丁烯6～10份；石蜡油2～4份；引发剂0.3～0.5份；抗氧剂 0.3～0.5份；本发明还提供了上述PPR给水管材在制备PPR给水管中的应用，由本发明提供的PPR给水管材制备得到的PPR给水管具有优良的耐环境应力开裂性、耐寒性和低温韧性，可以在超低温的环境中使用，从而扩大了PPR管的使用范围。

Description

一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料管材技术领域，具体涉及一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材。
背景技术
由无规共聚聚丙烯（PPR）专用料经挤出成型的PPR管由于具有较好的抗冲击性、耐温性、抗蠕变性能及良好的热熔焊接性能，因此可作为环保型的输水管道，广泛应用于建筑冷热水、纯净水供应以及供暖和一般工业流体管道。但是由于PP基料自身结构的原因，在低温情况下，由PP基料制备得到的管存在质脆易裂等缺陷，且耐环境应力开裂性能较差，冲击强度低等因素，这严重制约了PPR管在北方的发展，因此，寻求一种耐超低温的高耐环境应力开裂性能的PPR给水管仍是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，由该PPR给水管材制备得到的PPR给水管具有优良的耐环境应力开裂性、耐寒性和低温韧性，可以在超低温的环境中使用，从而扩大了PPR管的使用范围。
本发明的另一目的在于提供上述高耐环境应力开裂性能PPR给水管材的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 15～20份；
无规共聚PPR 65～75份；
低顺式聚丁二烯橡胶 6～10份；
聚异丁烯 6～10份；
石蜡油 2～4份；
引发剂 0.3～0.5份；
抗氧剂 0.3～0.5份。
发明人发现，低顺式聚丁二烯橡胶有利于聚合过程中橡胶与聚丙烯的接枝，增强低顺式聚丁二烯橡胶与基材间的黏结强度，使橡胶粒子不易与基材产生脱离，从而表现为更好的抗拉强度和耐环境应力开裂性能；聚异丁烯可以和低顺式丁二烯橡胶共混，进一步改善高分子材料的性能；石蜡油具有黏度适宜、倾点低的特点，当填充到聚丙烯中能够很好地增强材料的物性和耐寒性，而且石蜡油芳烃含量低，提高了材料的抗氧化降解性能，有利于延长材料制品的使用寿命；本发明将三者结合起来，有效地改善了由本发明的管材制备得到的管的耐环境应力开裂性、耐寒性和低温韧性，所得PPR管可以在-30℃～-10℃的超低温的环境中使用，扩大了PPR管的使用范围。
上述高耐环境应力开裂性能PPR给水管的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：按如上述的配方称取各原料；
S2：在聚合釜中加入步骤S1中所称取的低顺式聚丁二烯橡胶、聚异丁烯及抗氧剂进行溶解，再加入嵌段共聚聚丙烯PPB、无规共聚PPR、石蜡油和引发剂，于100～170℃范围内逐级升温进行聚合；
S3：聚合反应完成后，将步骤S2中的物料投入脱挥器中，在220℃真空条件下进行溶剂和未反应单体的脱除，脱除后冷却、粉碎造粒；
S4：将步骤S3中所得粒料投入单螺杆挤出机经熔融、模口挤出、冷却、拉伸、喷码、切割后即得高耐环境应力开裂性能PPR给水管。
优选地，所述低顺式聚丁二烯橡胶的乙烯基含量为35%～45%，进一步优选地，所述低顺式聚丁二烯橡胶的粒径≥2.2μm。发明人在实验过程中发现，如果采用普通橡胶而并非本发明所使用的低顺式聚丁二烯橡胶时，那么当材料在受到应力时，作为应力集中点的普通橡胶颗粒可能会与基体产生脱离，形成空洞；而空洞的形成会使管材材料的密度下降，甚至在材料表面产生缺陷，这就使由该管材制备得到的管所接触的液体更易于渗透到基体内部，从而带来不良影响；与普通橡胶相比，低顺式丁二烯橡胶乙烯基含量高，凝胶含量低，这更利于聚合过程中橡胶与聚丙烯的接枝，从而增强了低顺式聚丁二烯橡胶与基体间的黏结强度，使得材料在低于屈服点的应力作用时，作为分散相的橡胶粒子不易与基体产生脱离，从而表现为更好的抗拉强度和耐环境应力开裂性能。
优选地，所述聚异丁烯的分子量为1.5×105 ～2.0×105 ，高分子量聚异丁烯可填充更多填料；和低顺式丁二烯橡胶共混效果好，并改善高分子材料的性能，提高拉伸强度和耐环境应力开裂性能。
优选地，所述无规共聚PPR的分子量为大于7.2×105，选用高分子量的无规共聚PPR有利于减少加工过程中的分子取向，提高管材的强度和韧性；所述嵌段共聚聚丙烯PPB的熔体流动速率为1.0～1.8g/10min，熔体流动速率越低，越有利于提高产品的抗冲击性能，缺口冲击强度能达到PPR的5倍以上，切韧性和强度都比较高，加入PPB，可以显著提高产品的冲击强度。
优选地，所述低顺式聚丁二烯橡胶的商品牌号为EPS30R。
优选地，所述聚异丁烯的商品牌号为韩国大林PB2400。
优选地，所述无规共聚PPR的商品牌号为RP2400，所述嵌段共聚聚丙烯PPB的商品牌号为EPS30R。
优选地，所述引发剂为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯，所述抗氧剂为1076；本发明选用抗氧剂可以防止聚丙烯在高温加工和长期使用过程中由于氧的作用而引发的降解、龟裂等，在聚丙烯中加入抗氧剂，以捕捉聚丙烯因受热作用而产生的自由基，以此来阻止聚丙烯分子链断裂，避免材料表面出现裂纹和产生开裂现象，从而提高聚丙烯的耐环境应力开裂性能。
上述高耐环境应力开裂性能PPR给水管材在制备高耐环境应力开裂性能PPR给水管中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将低顺式聚丁二烯橡胶、聚异丁烯和石蜡油三者结合起来，并选用嵌段共聚聚丙烯PPB和无规共聚PPR为基材，由本发明的PPR给水管材有效地改善了PPR管的耐环境应力开裂性、耐寒性和低温韧性，所得PPR管可以在-30℃～-10℃的超低温的环境中使用，扩大了PPR管的使用范围。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。这些实施例仅是对本发明的典型描述，但本发明不限于此。下述实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的原料，试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。
实施例1
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 15份；
无规共聚PPR 65份；
低顺式聚丁二烯橡胶 6份；
聚异丁烯 6份；
石蜡油 2份；
过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0.3份；
抗氧剂 0.3份。
上述高耐环境应力开裂性能PPR给水管的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：按如上述的配方称取各原料；
S2：在聚合釜中加入步骤S1中所称取的低顺式聚丁二烯橡胶、聚异丁烯及抗氧剂进行溶解，再加入嵌段共聚聚丙烯PPB、无规共聚PPR、石蜡油和引发剂，于100℃范围内逐级升温进行聚合；
S3：聚合反应完成后，将步骤S2中的物料投入脱挥器中，在220℃真空条件下进行溶剂和未反应单体的脱除，脱除后冷却、粉碎造粒；
S4：将步骤S3中所得粒料投入单螺杆挤出机经熔融、模口挤出、冷却、拉伸、喷码、切割后即得高耐环境应力开裂性能PPR给水管。
实施例2
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 18份；
无规共聚PPR 68份；
低顺式聚丁二烯橡胶 7份；
聚异丁烯 7份；
石蜡油 3份；
过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0.4份；
抗氧剂 0.4份。
本实施例的制备方法同实施例1。
实施例3
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 19份；
无规共聚PPR 70份；
低顺式聚丁二烯橡胶 9份；
聚异丁烯 9份；
石蜡油 3份；
过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0.4份；
抗氧剂 0.4份。
本实施例的制备方法同实施例1。
实施例4
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 20份；
无规共聚PPR 75份；
低顺式聚丁二烯橡胶 10份；
聚异丁烯 10份；
石蜡油 4份；
过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0.5份；
抗氧剂 0.5份。
本实施例的制备方法同实施例1。
对照例1
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 15份；
无规共聚PPR 65份；
高顺式聚丁二烯橡胶 6份；
聚异丁烯 6份；
石蜡油 2份；
过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0.3份；
抗氧剂 0.3份。
本对照例的制备方法同实施例1。
对照例2
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 15份；
无规共聚PPR 65份；
低顺式聚丁二烯橡胶 6份；
石蜡油 2份；
过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0.3份；
抗氧剂 0.3份。
本对照例的制备方法同实施例1。
对照例3
一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
嵌段共聚聚丙烯PPB 15份；
无规共聚PPR 65份；
低顺式聚丁二烯橡胶 6份；
聚异丁烯 6份；
过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯 0.3份；
抗氧剂 0.3份。
本对照例的制备方法同实施例1。
将本发明实施例1～4与对照例1～3中制备得到的高耐环境应力开裂性能PPR给水管进行性能测试，测试方法如下：
耐环境应力开裂性能参看标准ISO4599：两组试样固定在有一定曲率半径的不锈钢弯曲夹具上，将其中一组试样转移至含有环戊烷蒸汽环境中，保持1 小时。另外一组试样放在实验室的标准环境中，保持1 小时。两组试样分别测试断裂伸长率，通过计算前后样品数据之比来表征材料的耐环境应力开裂能力。用环戊烷蒸汽环境中的试样测试的断裂伸长率除以实验室的标准环境中的试样测试的断裂伸长率数据。例如：纯PPR料管材制得两组试样，一组在含有环戊烷蒸汽环境中，保持1 小时后，测试其断裂伸长率为300%；放在实验室的标准环境中保持1 小时试样的断裂伸长率为500%,其耐环境应力开裂性能为：300/500*100%=60%
拉伸强度的测试方法可参考GB1040；
弯曲弹性模量的测试方法可参考GB/T9341；
Izod缺口冲击强度的测试方法可参考 GB/T1843。
实施例1～4与对照例1～3的性能测试结果如下表：
表1
。

Claims (8)

1.一种高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，其特征在于，所述PPR给水管材按重量份数由以下原料组成：
其中，所述低顺式聚丁二烯橡胶的乙烯基含量为35％～45％，所述低顺式聚丁二烯橡胶的粒径≥2.2μm。
2.根据权利要求1所述的高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，其特征在于，所述聚异丁烯的分子量为1.5×105～2.0×105。
3.根据权利要求1所述的高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，其特征在于，所述无规共聚PPR的分子量为大于7.2×105，所述嵌段共聚聚丙烯PPB的熔体流动速率为1.0～1.8g/10min。
4.根据权利要求2所述的高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，其特征在于，所述低顺式聚丁二烯橡胶的商品牌号为EPS30R。
5.根据权利要求4所述的高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，其特征在于，所述聚异丁烯的商品牌号为韩国大林PB2400。
6.根据权利要求5所述的高耐环境应力开裂性能PPR给水管材，其特征在于，所述无规共聚PPR的商品牌号为RP2400，所述嵌段共聚聚丙烯PPB的商品牌号为EPS30R。
7.权利要求1至6任一项所述的高耐环境应力开裂性能PPR给水管材在制备高耐环境应力开裂性能PPR给水管中的应用。
8.权利要求1至6任一项所述的高耐环境应力开裂性能PPR给水管的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：按权利要求1的配方称取各原料；
S2：在聚合釜中加入步骤S1中所称取的低顺式聚丁二烯橡胶、聚异丁烯及抗氧剂进行溶解，再加入嵌段共聚聚丙烯PPB、无规共聚PPR、石蜡油和引发剂，于100～170℃范围内逐级升温进行聚合；
S3：聚合反应完成后，将步骤S2中的产物投入脱挥器中，在220℃真空条件下进行溶剂和未反应单体的脱除，脱除后冷却、粉碎造粒；
S4：将步骤S3中所得粒料投入单螺杆挤出机经熔融、模口挤出、冷却、拉伸、喷码、切割后即得高耐环境应力开裂性能PPR给水管。
CN201510091109.5A 2015-02-28 2015-02-28 一种高耐环境应力开裂性能ppr给水管材及其制备方法 Active CN104804306B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510091109.5A CN104804306B (zh) 2015-02-28 2015-02-28 一种高耐环境应力开裂性能ppr给水管材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510091109.5A CN104804306B (zh) 2015-02-28 2015-02-28 一种高耐环境应力开裂性能ppr给水管材及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104804306A CN104804306A (zh) 2015-07-29
CN104804306B true CN104804306B (zh) 2017-11-03

Family

ID=53689522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510091109.5A Active CN104804306B (zh) 2015-02-28 2015-02-28 一种高耐环境应力开裂性能ppr给水管材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104804306B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110845794A (zh) * 2019-11-29 2020-02-28 江西天丰建设集团管业科技有限公司 一种波纹管原料组合物、其制备方法及管材
CN113061304B (zh) * 2021-03-31 2022-08-19 长春联塑实业有限公司 一种耐低温开裂的ppr管材料及其制备方法和制得的ppr管制品
CN115008837A (zh) * 2022-06-13 2022-09-06 安徽源锂高新材料有限公司 一种增强型popb1-m双色管材及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5635689B2 (zh) * 1973-03-13 1981-08-19
CN102690456A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 刘永峰 高强度塑料导爆管制造材料
CN103360686B (zh) * 2013-07-25 2015-10-28 杭州鸿雁管道系统科技有限公司 一种抗低温冲击的pp-r管材及其制备方法
CN103467901A (zh) * 2013-09-17 2013-12-25 江苏瀚能电气有限公司 一种电力电缆保护管

Also Published As

Publication number Publication date
CN104804306A (zh) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7071966B2 (ja) 高性能マルチモーダル超高分子量ポリエチレン
AU2005300740B2 (en) Multimodal polyethylene composition with improved homogeneity
TWI640562B (zh) 經相容化的聚烯烴摻合物
JP7254051B2 (ja) ブロック複合材料造核剤を用いた造核
CN107094366B (zh) 包括结晶嵌段复合物的热熔粘合剂组合物
CN104804306B (zh) 一种高耐环境应力开裂性能ppr给水管材及其制备方法
JP2019526686A (ja) 多峰性ポリエチレンパイプ
JP2016006206A (ja) アクリルブレンド
RU2731377C2 (ru) Этиленовая сополимерная композиция
CN104327369B (zh) 一种聚丙烯组合物和聚丙烯粒料
EP3293208B1 (en) Bimodal polyethylene composition and pipe comprising the same
KR20000075986A (ko) 개선된 내마모성, 마찰계수 및 핫그린 강도를 갖는 엘라스토머 조성물
CN109462990A (zh) 包括嵌段复合物作为增容剂的热塑性聚烯烃共混物
WO2018155179A1 (ja) 成形体およびその製造方法
CN105778296B (zh) 一种耐寒pp-r管材及其制备方法
US20100197863A1 (en) Compositions Exhibiting High ESCR and Comprising Monovinylidene Aromatic Polymers and Olefinic Copolymers Containing Unsaturation
JP2012201792A (ja) 変性プロピレン重合体
JP2019526683A (ja) 二峰性ポリエチレン組成物及びそれを含むパイプ
EP2992023B1 (en) An ethylene/alpha-olefin interpolymer composition
CN106397987A (zh) 高β晶含量的聚丙烯/液晶高分子复合材料及制备方法
KR100798624B1 (ko) 저밀도 폴리에틸렌 및 이를 포함하는 수지 조성물
CN107936385A (zh) 一种耐低温冲击ppr管材及其制备方法
JP4020333B2 (ja) 押出成形体用樹脂組成物
CN105542294B (zh) 一种高性能聚烯烃管件及其制备方法
CN105131188B (zh) 一种长链支化无规共聚聚丙烯及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant