CN106188877A - 一种β晶PPR管材及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种β晶PPR管材的制备方法，属化学建材技术领域，用于提高PPR管材的耐热性能和冲击性能，改善加工性能。该管材中，按重量单位计含有PPR树脂100份，β晶成核剂硬脂酸钙/庚二酸β晶成核剂0.001‑2份、芳香酰胺类0.001‑3份，纳米无机粉体0.1‑15份，流变剂0.01‑1份，无机抗菌剂0.01‑1份，抗氧剂0.01‑0.3份，色母料1‑10份。制备时，将PPR树脂、β晶成核剂、纳米碳酸钙、流变剂、抗氧剂、色母料混合均匀，再经单螺杆挤出机熔融挤出，定型、冷却、牵引、切割、包装即得到β晶PPR管材。

Description

一种β晶PPR管材及制备方法
技术领域
本发明为一种β晶PPR管材的制备方法，属化学建材技术领域。
背景技术
无规共聚聚丙烯(PPR)管，除具有一般塑料管质量轻、耐腐蚀、强度高、不结垢、使用寿命长等通用优点外，还具有清洁和无毒、长期耐热和耐压性、良好的保温和节能性能，是真正的绿色环保建材产品。此外，还具有系统连接和安装方便、管件连接牢固等特点，是目前应用量最达大的冷热水管材。
然而，PPR管材也存在一些问题，如低温韧性较差，耐热性还有待提高，管材易滋生微生物和藻类，造成二次污染，这些问题制约着成为PPR行业发展。同时由于管材级PPR原材料分子量较高，进行高速挤出时易产生熔体破裂，制约生产效率的提高。
针对PPR管材存在的上述问题，技术人员进行了一些改进。专利CN103554673A提出了一种增韧改性PPR挤出管材料及其制备方法，其组成如下：PPR58-98%，增韧剂1-20%，聚1-丁烯1-20%，热稳定剂0-1%，成核剂0-1%；专利CN101307843A给出了一种给水抗菌塑料的制作方法，该技术采用抗菌母料与基础树脂混合挤出管材得到抗菌塑料管材，也可采用双层挤出工艺，内层添加抗菌剂制备抗菌管；CN101265342A给出了一种用于聚丙烯加工的复合β晶型成核剂，主成核剂与协效剂的比例为100:0.0001-1000。虽然，上述技术在聚丙烯管材改性中取得了很大的进步，但随着PPR管材应用要求的不断提高，仍然存在一些问题。如CN103554673A虽然提高了韧性，但存在耐热性下降的问题；CN101307843A给出的抗菌管，但对于韧性问题未涉及；CN101265342A给出了复合β晶型成核剂制备技术，但对抗菌问题未涉及。除此之外，目前的专利技术尚未涉及PPR高速加工问题。
发明内容
本发明是一种β晶PPR管材的制备方法，通过熔融挤出法生产PPR管材，使用PPR树脂，辅以β晶成核剂提高韧性及耐热性能，加入抗菌剂提高其抗菌性能，同时通过加入流变剂提高管材的高速加工性能。本发明还提供这种管材的制备方法。
解决上述技术问题的方案是：
一种β晶PPR管材，按重量单位计含有PPR树脂100份，稀土类β晶成核剂0.001-2份、二元酸盐类0.001-3份，纳米无机粉体0.1-15份，流动改性剂0.01-0.3份，流变剂0.01-1份，抗氧剂0.01-0.3份，色母料1-10份。
前面所述的β晶PPR管材，优选的方案为：所述稀土类β晶成核剂为硬脂酸钙/庚二酸与芳香酰胺类的一种或其复配物。
前面所述的β晶PPR管材，优选的方案为：所述纳米无机粉体为纳米碳酸钙或者氧化锌的一种或其复合物。
前面所述的β晶PPR管材，优选的方案为：所述流动改性剂为下列物质的一种或几种的混合物：聚乙烯蜡、石蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、褐煤酯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮类润滑剂和含氟类润滑剂。
前面所述的β晶PPR管材，优选的方案为：所述流变剂为硅酮树脂或者含氟流变剂的一种或其复合物。
前面所述的β晶PPR管材，优选的方案为：所述抗菌剂，是以沸石为载体，抗菌成分为金属离子Ag+或Zn2+。
前面所述的β晶PPR管材，优选的方案为：所述抗氧剂为主辅抗氧剂，主辅抗氧剂的重量比例为1：0.2-3（优选的，主抗氧剂为受阻酚类或胺类主抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸酯类）。
前面所述的β晶PPR管材，优选的方案为：所述色母料为白色母或者灰色母。
本发明还提供了所述的β晶PPR管材的制备工艺，按如下工序进行：
a）将各原料混合均匀；
b）单螺杆挤出机制备PPR管材，工艺参数选择如下：机身温度：加料段160℃-170℃，压缩段180℃-210℃；均化220℃-230℃，机头温度200℃-220℃，管材挤出线速度20-30米/分钟。
本发明提供的一种β晶PPR管材的制备方法，其按重量单位计含有PPR树脂100份，β晶成核剂硬脂酸钙/庚二酸β晶成核剂0.001-2份、芳香酰胺类0.001-3份，纳米无机粉体0.1-15份，流变剂0.01-1份，无机抗菌剂0.01-1份，抗氧剂0.01-0.3份，色母料1-10份。所述的β晶成核剂为稀土类或者为硬脂酸钙/庚二酸与芳香酰胺类的一种或其复配物；纳米无机粉体为纳米碳酸钙或者氧化锌的一种或其复合物；所述的流动改性剂为下列物质的一种或几种的混合物：聚乙烯蜡、石蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、褐煤酯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮类润滑剂和含氟类润滑剂。根据权利要求1所述，流变剂为硅酮树脂或者含氟流变剂的一种或其复合物；所述的抗菌剂，是以沸石为载体，抗菌成分为金属离子Ag+或Zn2+；所述的抗氧剂为主辅抗氧剂，主辅抗氧剂的重量比例为1：0.2-3（优选的，主抗氧剂为受阻酚类或胺类主抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸酯类）；所述的色母料为白色母或者灰色母。
本发明提供的β晶PPR管材的制备方法，按如下工艺进行：
a）将PPR树脂100份，β晶成核剂硬脂酸钙/庚二酸β晶成核剂0.001-2份、芳香酰胺类0.001-3份，纳米无机粉体0.1-15份，流变剂0.01-1份，抗氧剂0.01-0.3份，色母料1-10份混合均匀；
b）单螺杆挤出机制备PPR管材工艺，工艺参数选择如下：
机身温度：加料段160℃-170℃，压缩段180℃-210℃；均化220℃-230℃，机头温度200℃-220℃，管材挤出线速度20-30米/分钟。
本发明通过辅以β晶成核剂使得PPR的管材韧性提高的同时，耐热性能不受损失，加入抗菌剂可以抑制菌类的生长，保证了水的卫生性能，流变剂的加入大大降低了熔体破裂，可满足高速加工性能的要求，纳米材料的加入提高了材料的强度，加入抗氧剂提高了组成物耐热氧的寿命，色母料使得管材美观的同时，不透光性提高，也间接抑制输送水中菌类的生长。
具体实施方式
本发明提出是一种β晶PPR管材的制备方法，采用的材料有：PPR树脂，β晶成核剂，纳米材料，流变剂，抗菌剂，抗氧剂，色母料。所述的β晶成核剂为硬脂酸钙/庚二酸、芳香酰胺类或者稀土类的一种或其复配物。所述的纳米无机粉体为纳米碳酸钙或者氧化锌的一种或其复合物。所述的流动改性剂为下列物质的一种或几种的混合物：聚乙烯蜡、石蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、褐煤酯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮类润滑剂和含氟类润滑剂。根据权利要求1所述，流变剂为硅酮树脂或者含氟流变剂的一种或其复合物。所述的抗菌剂，是以沸石为载体，抗菌成分为金属离子Ag+或Zn2+。所述的抗氧剂为主辅抗氧剂，主辅抗氧剂的重量比例为1：0.2-3（优选的，主抗氧剂为受阻酚类或胺类主抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸酯类）。所述的色母料为白色母或者灰色母。
制备时，将PPR树脂、β晶成核剂、纳米碳酸钙、流变剂、抗氧剂、色母料混合均匀，再经单螺杆挤出机熔融挤出，定型、冷却、牵引、切割、包装即得到β晶PPR管材。
以下是本发明的几种不同配比的实施例：
实施例1
将PPR树脂100份，硬脂酸钙/庚二酸0.3份，银系抗菌剂0.1份，纳米碳酸钙5份，硅酮类润滑剂0.05份，抗氧剂1010 0.05份，抗氧剂168 0.05份，白色母6份。经高速搅拌机搅拌5分钟，然后用挤出机成型管材，管材性能见表1。
实施例2
将PPR树脂100份，芳香酰胺类和稀土成核剂0.1份，锌系抗菌剂0.3份，纳米碳酸钙1份，氟弹性体0.2份，抗氧剂1010 0.1份，抗氧剂168 0.1份，灰色母6份。经高速搅拌机搅拌5分钟，然后用挤出机成型管材，管材性能见表1。
实施例3
将PPR树脂100份，硬脂酸钙/庚二酸和稀土成核剂1份，锌系抗菌剂0.1份，纳米碳酸钙10份，硬脂酸钙0.1份，抗氧剂1010 0.1份，抗氧剂168 0.1份，灰色母8份。经高速搅拌机搅拌5分钟，然后用挤出机成型管材，管材性能见表1。
PPR管材的性能典型值如表1所示。
表1 PPR管材的性能典型值
本发明的PPR管材采用单螺杆进行生产，机身温度：加料段160℃-170℃，压缩段180℃-210℃；均化220℃-230℃，机头温度200℃-220℃。
应当指出的是，以实施方式是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例。还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，从此以发明中所公开能提到或是其联想到的，均应认为是本专利所要保护的范围。

Claims (9)

1.一种β晶PPR管材，其特征为：按重量单位计含有PPR树脂100份，稀土类β晶成核剂0.001-2份、二元酸盐类0.001-3份，纳米无机粉体0.1-15份，流动改性剂0.01-0.3份，流变剂0.01-1份，抗氧剂0.01-0.3份，色母料1-10份。
2.根据权利要求1所述的β晶PPR管材，其特征为：所述稀土类β晶成核剂为硬脂酸钙/庚二酸与芳香酰胺类的一种或其复配物。
3.根据权利要求1所述的β晶PPR管材，其特征为：所述纳米无机粉体为纳米碳酸钙或者氧化锌的一种或其复合物。
4.根据权利要求1所述的β晶PPR管材，其特征为：所述流动改性剂为下列物质的一种或几种的混合物：聚乙烯蜡、石蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、褐煤酯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮类润滑剂和含氟类润滑剂。
5.根据权利要求1所述的β晶PPR管材，其特征为：所述流变剂为硅酮树脂或者含氟流变剂的一种或其复合物。
6.根据权利要求1所述的β晶PPR管材，其特征为：所述抗菌剂，是以沸石为载体，抗菌成分为金属离子Ag+或Zn2+。
7.根据权利要求1所述的β晶PPR管材，其特征为：所述抗氧剂为主辅抗氧剂，主辅抗氧剂的重量比例为1：0.2-3（优选的，主抗氧剂为受阻酚类或胺类主抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸酯类）。
8.根据权利要求1所述的β晶PPR管材，其特征为：所述色母料为白色母或者灰色母。
9.根据权利要求1-8任一所述的β晶PPR管材的制备工艺，其特征在于，按如下工序进行：
a）将各原料混合均匀；
b）单螺杆挤出机制备PPR管材，工艺参数选择如下：机身温度：加料段160℃-170℃，压缩段180℃-210℃；均化220℃-230℃，机头温度200℃-220℃，管材挤出线速度20-30米/分钟。
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