CN106519449A - 一种复合聚丙烯合金管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种复合聚丙烯合金管材及其制备方法，复合聚丙烯合金管材包括内层管、外层管以及位于内层管和外层管之间的复合增强层，内层管由聚丙烯（PP）、工程塑料、短切玻璃纤维、抗静电剂H2‑1和白油挤出制得，内层管外通过复合粘接树脂包覆玻璃纤维网，外层管通过挤出熔熔复合与内层管外，外层管的组分为：聚丙烯、高效光稳定剂、2,4,6‑三(2’‑羟基‑4’‑正丁氧基苯基)‑1,3,5‑三嗪、玻璃微珠、增韧剂和交联剂A0，本发明采用三层聚合，用非金属管道替代钢管，并通过对聚丙烯进行改性，在保持聚丙烯原有特性的基础上，使制得的复合聚丙烯合金管材性能得到提高，大幅度提高了其抗氧化、耐低温冲击和耐磨性能，并提高了其使用寿命。

Description

一种复合聚丙烯合金管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纤维增强管，特别涉及一种复合聚丙烯合金管材及其制备方法，属于管道技术领域。
背景技术
管道作为众多工程中几乎是不可缺少的设施。传统的管道，尤其室外使用的耐高压管道，几乎都是采用钢管。由于钢管比重较大，安装运输非常不方便，特别是钢管容易被腐蚀，要确保使用效果，就必须内外做防腐，这样一来，使用成本就会加大，还很容易造成环境污染。随着新材料、新工艺的不断发展，用非金属管道替代钢管，在众多应用领域，特别是矿山、冶金、炼化等企业所用的管材，一直都想用一种既防腐、耐高压，又耐磨、抗氧化的性价比较高的非金属管材。
发明内容
本发明公开了一种复合聚丙烯合金管材及其制备方法，其所要解决的技术问题是聚丙烯材料的改性，其目的是在于在保持聚丙烯原有特性的基础上，提高其抗氧化、耐低温冲击和耐磨性能，
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是:
一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，复合聚丙烯合金管材包括内层管、外层管以及位于内层管和外层管之间的复合增强层；
所述内层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯（PP） 100份；
工程塑料 40-60份；
短切玻璃纤维 10-25份；
抗静电剂H2-1 1-3份；
白油 1-25份；
所述外层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯 100份；
高效光稳定剂 0.1-4份；
2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪 0.1-2.5份；
玻璃微珠 10-25份；
增韧剂 5-10份；
交联剂A0 2-4份；
一种复合聚丙烯合金管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）内层管用内层料制备，留用:按重量份称取聚丙烯（PP）、抗静电剂H2-1和白油，将聚丙烯（PP）与改性剂在100~110℃下搅拌混合，搅拌时长控制在30~50分钟，搅拌速率为3000~3500R/min，随后提高搅拌温度，提高至115~125℃，同步添加抗静电剂H2-1和白油，搅拌30~45分钟，并提高搅拌速率至3700~4200R/min，待混合完成，于50~70℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率60~80R/min；
所述改性剂为工程塑料与短切玻璃纤维按重量份，混合均匀得到；
所述工程塑料为聚对苯二甲酸丁二醇脂（PBT）；
所述短切玻璃纤维长度分为3mm、4.5mm和6mm，其纤维直径为9 – 11.5μm；
（2）外层管用外层料制备，留用：按重量份称取聚丙烯、2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、增韧剂和交联剂，在110~115℃下搅拌混合，搅拌时长控制在30~50分钟，搅拌速率为3000~3500R/min，随后提高搅拌温度，提高至120~135℃，并同步加入玻璃微珠，搅拌15~45分钟，搅拌速率不变，待混合完成，于65~80℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率60~80R/min；
所述高效光稳定剂为2-（2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯代苯并三唑；
所述玻璃微珠为过250目筛得到的小径的玻璃微珠；
所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种；
所述交联剂为交联剂A0；
（3）内层管制得：将步骤（1）中留用的内层料导入挤出机中，挤出成型，挤出机机筒温度：一区为120~130℃，二区为130~150℃，三区为150~175℃，四区为175~210℃，五区为210~225℃，六区为225~245℃，挤出机螺杆转速为10~25转/分钟，得到内层管；
（4）复合增强层设置：取结成网格状的玻璃纤维网，并将玻璃纤维网包裹在内层管外，同时通过复合粘接树脂，粘接加固；
所述复合粘接树脂为环氧树脂、聚碳酸酯树脂、AES树脂、脲醛树脂，以1:0.32:2:0.4的质量比，加热混合而成；
（5）制得成品：将步骤（4）中得到的粘接有复合增强层的内层管设置在模具中，并步骤（2）中留用的外层料导入挤出机中，并在此模具中，挤出成型，并熔熔复合，挤出机机筒温度：一区为125~135℃，二区为135~155℃，三区为155~185℃，四区为185~220℃，五区为220~235℃，六区为235~260℃，挤出机螺杆转速为10~25转/分钟，最终得到复合聚丙烯合金管材成品。
本发明的有益效果为：
本发明的一种复合聚丙烯合金管材及其制备方法，复合聚丙烯合金管材包括内层管、外层管以及位于内层管和外层管之间的复合增强层，内层管由聚丙烯（PP）、工程塑料、短切玻璃纤维、抗静电剂H2-1和白油挤出制得，内层管外通过复合粘接树脂包覆玻璃纤维网，外层管通过挤出熔熔复合与内层管外，外层管的组分为：聚丙烯、高效光稳定剂、2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、玻璃微珠、增韧剂和交联剂A0，本发明采用三层聚合，用非金属管道替代钢管，并通过对聚丙烯进行改性，在保持聚丙烯原有特性的基础上，使制得的复合聚丙烯合金管材性能得到提高，大幅度提高了其抗氧化、耐低温冲击和耐磨性能，并提高了其使用寿命。
具体实施方式
实施例一
一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，复合聚丙烯合金管材包括内层管、外层管以及位于内层管和外层管之间的复合增强层；
所述内层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯（PP） 100份；
工程塑料 45份；
短切玻璃纤维 21份；
抗静电剂H2-1 2份；
白油 10份；
所述外层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯 100份；
高效光稳定剂 2份；
2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪 0.5份；
玻璃微珠 10-25份；
增韧剂 8份；
交联剂 3份；
一种复合聚丙烯合金管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）内层管用内层料制备，留用:按重量份称取聚丙烯（PP）、抗静电剂H2-1和白油，将聚丙烯（PP）与改性剂在100~110℃下搅拌混合，搅拌时长控制在45分钟，搅拌速率为3200R/min，随后提高搅拌温度，提高至120℃，同步添加抗静电剂H2-1和白油，搅拌35分钟，并提高搅拌速率至3900R/min，待混合完成，于65℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率75R/min；
所述改性剂为工程塑料与短切玻璃纤维按重量份，混合均匀得到；
所述工程塑料为聚对苯二甲酸丁二醇脂（PBT）；
所述短切玻璃纤维长度分为3mm，其纤维直径为9.5μm；
（2）外层管用外层料制备，留用：按重量份称取聚丙烯、2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、增韧剂和交联剂，在112℃下搅拌混合，搅拌时长控制在35分钟，搅拌速率为3300R/min，随后提高搅拌温度，提高至125℃，并同步加入玻璃微珠，搅拌35分钟，搅拌速率不变，待混合完成，于69℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率70R/min；
所述高效光稳定剂为2-（2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯代苯并三唑；
所述玻璃微珠为过250目筛得到的小径的玻璃微珠；
所述增韧剂为氯化聚乙烯；
所述交联剂为交联剂A0；
（3）内层管制得：将步骤（1）中留用的内层料导入挤出机中，挤出成型，挤出机机筒温度：一区为120℃，二区为130℃，三区为150℃，四区为175℃，五区为210℃，六区为225℃，挤出机螺杆转速为10转/分钟，得到内层管；
（4）复合增强层设置：取结成网格状的玻璃纤维网，并将玻璃纤维网包裹在内层管外，同时通过复合粘接树脂，粘接加固；
所述复合粘接树脂为环氧树脂、聚碳酸酯树脂、AES树脂、脲醛树脂，以1:0.32:2:0.4的质量比，加热混合而成；
（5）制得成品：将步骤（4）中得到的粘接有复合增强层的内层管设置在模具中，并步骤（2）中留用的外层料导入挤出机中，并在此模具中，挤出成型，并熔熔复合，挤出机机筒温度：一区为125℃，二区为135℃，三区为155℃，四区为185℃，五区为220℃，六区为235℃，挤出机螺杆转速为15转/分钟，最终得到复合聚丙烯合金管材成品。
实施例二
一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，复合聚丙烯合金管材包括内层管、外层管以及位于内层管和外层管之间的复合增强层；
所述内层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯（PP） 100份；
工程塑料 47份；
短切玻璃纤维 19份；
抗静电剂H2-1 1.7份；
白油 12份；
所述外层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯 100份；
高效光稳定剂 1.9份；
2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪 1.9份；
玻璃微珠 12份；
增韧剂 7份；
交联剂A0 3份；
一种复合聚丙烯合金管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）内层管用内层料制备，留用:按重量份称取聚丙烯（PP）、抗静电剂H2-1和白油，将聚丙烯（PP）与改性剂在110℃下搅拌混合，搅拌时长控制在50分钟，搅拌速率为3350R/min，随后提高搅拌温度，提高至125℃，同步添加抗静电剂H2-1和白油，搅拌42分钟，并提高搅拌速率至4100R/min，待混合完成，于64℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率70R/min；
所述改性剂为工程塑料与短切玻璃纤维按重量份，混合均匀得到；
所述工程塑料为聚对苯二甲酸丁二醇脂（PBT）；
所述短切玻璃纤维长度分为6mm，其纤维直径为10μm；
（2）外层管用外层料制备，留用：按重量份称取聚丙烯、2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、增韧剂和交联剂，在113℃下搅拌混合，搅拌时长控制在40分钟，搅拌速率为3420R/min，随后提高搅拌温度，提高至130℃，并同步加入玻璃微珠，搅拌15~45分钟，搅拌速率不变，待混合完成，于80℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率78R/min；
所述高效光稳定剂为2-（2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯代苯并三唑；
所述玻璃微珠为过250目筛得到的小径的玻璃微珠；
所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体；
所述交联剂为交联剂A0；
（3）内层管制得：将步骤（1）中留用的内层料导入挤出机中，挤出成型，挤出机机筒温度：一区为130℃，二区为150℃，三区为175℃，四区为210℃，五区为225℃，六区为245℃，挤出机螺杆转速为25转/分钟，得到内层管；
（4）复合增强层设置：取结成网格状的玻璃纤维网，并将玻璃纤维网包裹在内层管外，同时通过复合粘接树脂，粘接加固；
所述复合粘接树脂为环氧树脂、聚碳酸酯树脂、AES树脂、脲醛树脂，以1:0.32:2:0.4的质量比，加热混合而成；
（5）制得成品：将步骤（4）中得到的粘接有复合增强层的内层管设置在模具中，并步骤（2）中留用的外层料导入挤出机中，并在此模具中，挤出成型，并熔熔复合，挤出机机筒温度：一区为135℃，二区为155℃，三区为185℃，四区为220℃，五区为235℃，六区为260℃，挤出机螺杆转速为25转/分钟，最终得到复合聚丙烯合金管材成品。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，复合聚丙烯合金管材包括内层管、外层管以及位于内层管和外层管之间的复合增强层；
所述内层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯（PP） 100份；
工程塑料 40-60份；
短切玻璃纤维 10-25份；
抗静电剂H2-1 1-3份；
白油 1-25份；
所述外层管的组成成分，按重量份数如下：
聚丙烯 100份；
高效光稳定剂 0.1-4份；
2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪 0.1-2.5份；
玻璃微珠 10-25份；
增韧剂 5-10份；
交联剂A0 2-4份。
2.如权利要求1所述的一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：
（1）内层管用内层料制备，留用:按重量份称取聚丙烯（PP）、抗静电剂H2-1和白油，将聚丙烯（PP）与改性剂在100~110℃下搅拌混合，搅拌时长控制在30~50分钟，搅拌速率为3000~3500R/min，随后提高搅拌温度，提高至115~125℃，同步添加抗静电剂H2-1和白油，搅拌30~45分钟，并提高搅拌速率至3700~4200R/min，待混合完成，于50~70℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率60~80R/min；
（2）外层管用外层料制备，留用：按重量份称取聚丙烯、2,4,6-三(2’-羟基-4’-正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、增韧剂和交联剂，在110~115℃下搅拌混合，搅拌时长控制在30~50分钟，搅拌速率为3000~3500R/min，随后提高搅拌温度，提高至120~135℃，并同步加入玻璃微珠，搅拌15~45分钟，搅拌速率不变，待混合完成，于65~80℃下保温留用，同时伴随低温搅拌，搅拌速率60~80R/min；
所述玻璃微珠为过250目筛得到的小径的玻璃微珠；
所述交联剂为交联剂A0；
（3）内层管制得：将步骤（1）中留用的内层料导入挤出机中，挤出成型，挤出机机筒温度：一区为120~130℃，二区为130~150℃，三区为150~175℃，四区为175~210℃，五区为210~225℃，六区为225~245℃，挤出机螺杆转速为10~25转/分钟，得到内层管；
（4）复合增强层设置：取结成网格状的玻璃纤维网，并将玻璃纤维网包裹在内层管外，同时通过复合粘接树脂，粘接加固；
所述复合粘接树脂为环氧树脂、聚碳酸酯树脂、AES树脂、脲醛树脂，以1:0.32:2:0.4的质量比，加热混合而成；
（5）制得成品：将步骤（4）中得到的粘接有复合增强层的内层管设置在模具中，并步骤（2）中留用的外层料导入挤出机中，并在此模具中，挤出成型，并熔熔复合，挤出机机筒温度：一区为125~135℃，二区为135~155℃，三区为155~185℃，四区为185~220℃，五区为220~235℃，六区为235~260℃，挤出机螺杆转速为10~25转/分钟，最终得到复合聚丙烯合金管材成品。
3.如权利要求2所述的一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，所述改性剂为工程塑料与短切玻璃纤维按重量份，混合均匀得到。
4.如权利要求2所述的一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，所述工程塑料为聚对苯二甲酸丁二醇脂（PBT）。
5.如权利要求2所述的一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，所述短切玻璃纤维长度分为3mm、4.5mm和6mm，其纤维直径为9 – 11.5μm。
6.如权利要求2所述的一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，所述高效光稳定剂为2-（2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯代苯并三唑。
7.如权利要求2所述的一种复合聚丙烯合金管材，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种。
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