CN106566067B - 一种耐低温高静液压给水管材用ppr材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温高静液压给水管材用ppr材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料及其制备方法，所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料按质量份数由以下原料组成：PPR 100份；改性聚乙烯醇2～9份；改性聚苯乙烯1～5份；改性纤维2～7份；改性硫酸钙2～5份；阻燃剂2～4份；紫外线吸收剂1～3份；抗氧化剂1～2份。本发明提供的耐低温高静液压给水管材用PPR材料具有优异的耐低温性能和高静液压性能，同时还具有较好的透水蒸气性能、阻燃性能以及较高的力学强度。具有较好的透水蒸气性能、阻燃性能以及较高的力学强度。

Description

一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯管材领域，具体涉及一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料及其制备方法。
背景技术
PPR，又叫无规共聚聚丙烯，具有韧性好、化学稳定性好、阻隔性好、电性能优异、强度高、耐腐蚀、耐热、耐压、节能、加工性能优异的特点，PPR在较高温度下的抗蠕变性能好，具有高透明性，可广泛用于管材、片材、日用品、包装材料、家用电器部件以及各种薄膜的生产。
在寒冷的冬天，现有的PPR管材往往会出现裂纹或断裂现象，管材的耐低温性能较差。另外，现有的PPR管材在加工成型过程中，不可避免会出现气泡、空洞等内部缺陷，这种缺陷严重影响了PPR管材的透水蒸气性能。并且阻燃性能好的PPR管材通常会添加较高含量的阻燃剂，添加的阻燃剂在长时间的使用过程中会逐渐渗出，污染水体和环境；而且阻燃剂的添加不仅影响了主体材料的力学性能，还无形中增加了生产成本。
因此仍需研究开发一种具有耐低温高静液压性能、阻燃性能好的给水管材用PPR材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，本发明提供的耐低温高静液压给水管材用PPR材料具有优异的耐低温性能和高静液压性能，同时还具有较好的透水蒸气性能、阻燃性能以及较高的力学强度。
本发明的另一目的在于提供上述耐低温高静液压给水管材用PPR材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料按质量份数由以下原料组成：
PPR 100份；
改性聚乙烯醇 2～9份；
改性聚苯乙烯 1～5份；
改性纤维 2～7份；
改性硫酸钙 2～5份；
阻燃剂 2～4份；
紫外线吸收剂 1～3份；
抗氧化剂 1～2份；
其中，所述改性聚乙烯醇由聚乙烯醇、己二酸和羧甲基纤维素反应制得；所述改性聚苯乙烯经由聚苯乙烯、过氧化氢和二苯基甲烷二异氰酸酯反应制得；所述改性纤维由纤维、对苯二甲酸和己二酸反应制得；所述改性硫酸钙由硫酸钙晶须、聚丙烯酸、聚乙烯醇反应制得。
本发明选用经改性处理后的聚乙烯醇、聚苯乙烯、纤维、硫酸钙与PPR共混制备得到了一种PPR材料，所得PPR材料内部形成了互穿网络结构，作为一个具有互穿网络结构的整体材料，给水管材用PPR具有优异的耐低温性能、耐静压性能以及较好的力学性能。
本发明选用己二酸和羧甲基纤维素对聚乙烯醇进行改性，己二酸可以提高聚乙烯醇表面的羧基含量，提高聚乙烯醇的化学反应活性，使其与羟基和异氰酸酯基团发生化学反应，从而提高聚乙烯醇在物料中的化学稳定性和相容性。羧甲基纤维素可以提高聚乙烯醇的吸水、保水性能以及提高其与物料中其它组分之间的相容性，使聚乙烯醇具有优异的耐低温性能，进而提高PPR材料的耐低温性能。
优选地，所述改性聚乙烯醇的聚乙烯醇、己二酸和羧甲基纤维素的质量比为100：40～50：15～25。所述改性聚乙烯醇的制备方法为：将聚乙烯醇、己二酸和羧甲基纤维素按比例混合均匀，于130～160℃、-0.04～-0.07MPa、搅拌速度为95～120r/min条件下反应2～5h，即得改性聚乙烯醇。
更为优选地，己二酸以0.3mL/min的速度添加至聚乙烯醇和羧甲基纤维素中。
本发明选用过氧化氢和二苯基甲烷二异氰酸酯对聚苯乙烯进行改性，过氧化氢可以增加聚苯乙烯表面的化学官能团数量，提高聚苯乙烯与二苯基甲烷二异氰酸酯的化学反应活性及结合强度；二苯基甲烷二异氰酸酯可以提高聚苯乙烯在物料中的化学稳定性和相容性，聚苯乙烯自身具有的优异刚性和力学性能可以显著提高PPR材料的耐冲击强度。
优选地，所述改性聚苯乙烯的聚苯乙烯、过氧化氢和二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为100：5～10：20～30。所述改性聚苯乙烯的制备方法为：将聚苯乙烯、过氧化氢、二苯基甲烷二异氰酸酯按比例混合，于70～100℃，搅拌速度为85～110r/min条件下反应1～3h，即得改性聚苯乙烯。
更为优选地，过氧化氢以0.1mL/min的速度添加至聚苯乙烯和二苯基甲烷二异氰酸酯中。
本发明选用对苯二甲酸和己二酸对纤维的表面进行化学改性，赋予纤维表面羧基基团，在PPR开炼过程中，纤维表面的羧基基团和改性硫酸钙晶须、改性聚乙烯醇表面的羟基基团发生化学反应，形成互穿网络结构，这不仅可以提高纤维、硫酸钙晶须和聚乙烯醇在PPR中的相容性及化学稳定性，还可以使纤维由分散相向连续相转变，从而大幅提高PPR的静液压性能和力学性能，达到纤维增强的效果。羧甲基纤维素在PPR中形成的互穿网络结构，还可以进一步提高羧甲基纤维素的化学稳定性，从而提高PPR的透水蒸气性能。另外纤维优异的力学强度可以显著增强PPR材料的力学强度。
优选地，所述改性纤维的纤维、对苯二甲酸和己二酸的质量比为100：30～40：10～15。所述改性纤维的制备方法为：将纤维、对苯二甲酸和己二酸按比例混合，于170～200℃、真空度为-0.03～-0.06MPa，搅拌速度为90～130r/min条件下反应2～5h，经过滤、洗涤、干燥后即得改性纤维。
优选地，所述纤维为聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维或碳纤维中的一种或几种。
硫酸钙晶须易于吸水，且硫酸钙晶须表面含有丰富的羟基基团，在潮湿或者水体系中，硫酸钙晶须吸水达到饱和后，会在水相和塑料相表面形成一层透水蒸气层，从而有效阻隔水分透过；硫酸钙晶须具有不燃性且表面含有一定的水分，因此硫酸钙晶须又可以起到阻燃作用，协助并提高阻燃剂的阻燃性能。
本发明选用聚丙烯酸和聚乙烯醇对硫酸钙晶须进行改性，前者能够提高硫酸钙与物料中其它原料的相容性，后者能够提高硫酸钙的亲水性及保水性能，使硫酸钙具有表面吸湿性，从而在硫酸钙表面形成一层保水膜，这一方面可以赋予PPR管材表面自清洁性能，另一方面还可以在燃烧时，起到阻燃作用。本发明选用聚丙烯酸改性硫酸钙晶须，不仅可以提高硫酸钙晶须与PPR的相容性，而且聚丙烯酸的羧基基团还可以提高硫酸钙晶须在PPR中的分散性和化学稳定性。
优选地，所述改性硫酸钙的硫酸钙晶须、聚丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为100：150～170：50～60。所述改性硫酸钙的制备方法为：将硫酸钙晶须、聚丙烯酸和聚乙烯醇按比例搅拌混合，搅拌速度为80～120r/min,于115～150℃条件下反应1～3h，经过滤、洗涤、干燥即得改性硫酸钙。
上述耐低温高静液压给水管材用PPR材料的制备方法，所述方法为：
将各组分按比例加入到开炼机中，于170～220℃条件下反应1～2h，挤出造粒即得耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明以PPR、改性聚乙烯醇、改性聚苯乙烯、改性纤维、改性硫酸钙为主要原料制备得到的耐低温高静液压给水管材用PPR材料弥补了PPR材料在透水蒸气性能、耐低温性能、高静液压、阻燃性、力学强度等方面的不足。本发明提供的耐低温高静液压给水管材用PPR材料可以采用挤出、注塑、吹塑等成型工艺加工成各种塑料制品，应用在自来水管道、自来水管接头、净水器管道、净水器管接头、太阳能热水器管道领域。
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，均为可从常规市购等商业途径得到的原料和试剂。
实施例1
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、160份聚丙烯酸和56份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度130℃条件下反应2h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚丙烯纤维、36份对苯二甲酸和13份己二酸加入到反应釜中，在温度185 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为110r/min条件下反应3 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚丙烯纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、7份过氧化氢和26份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度85 ℃，搅拌速度为105r/min条件下反应1.5 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、47份己二酸和21份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度145 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为107r/min条件下反应3 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、5份改性聚乙烯醇、3份改性聚苯乙烯、5份改性聚丙烯纤维、4份改性硫酸钙、3份聚磷酸铵、2份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.5份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度185 ℃条件下反应1 h，用挤出机在温度190 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例2
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、150份聚丙烯酸和50份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度115 ℃条件下反应1h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚丙烯腈纤维、30份对苯二甲酸和10份己二酸加入到反应釜中，在温度170 ℃，真空度为-0.03MPa，搅拌速度为90r/min条件下反应2 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚丙烯腈纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、5份过氧化氢和20份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度70 ℃，搅拌速度为85r/min条件下反应1 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、40份己二酸和15份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度130 ℃，真空度为-0.04MPa，搅拌速度为95r/min条件下反应2 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、2份改性聚乙烯醇、1份改性聚苯乙烯、2份改性聚丙烯腈纤维、2份改性硫酸钙、2份聚磷酸铵、1份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度170 ℃条件下反应1 h，用挤出机在温度170 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例3
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、153份聚丙烯酸和56份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为87r/min，维持体系温度119 ℃条件下反应1.2h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚丙烯纤维、34份对苯二甲酸和13份己二酸加入到反应釜中，在温度175 ℃，真空度为-0.04MPa，搅拌速度为96r/min条件下反应2.8 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚丙烯纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、7份过氧化氢和23份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度75℃，搅拌速度为90r/min条件下反应1.4 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、41份己二酸和16份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度135 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为99r/min条件下反应2.3 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、2.6份改性聚乙烯醇、1.6份改性聚苯乙烯、2.5份改性聚丙烯纤维、2.4份改性硫酸钙、2.7份聚磷酸铵、3份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度175 ℃条件下反应1.2 h，用挤出机在温度180 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例4
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、154份聚丙烯酸和57份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为110r/min，维持体系温度130 ℃条件下反应2.8h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份玻璃纤维、39份对苯二甲酸和14份己二酸加入到反应釜中，在温度190 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为120r/min条件下反应4 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性玻璃纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、8份过氧化氢和27份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度90 ℃，搅拌速度为100r/min条件下反应2 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、47份己二酸和24份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度150 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为110r/min条件下反应4 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、8份改性聚乙烯醇、4份改性聚苯乙烯、3份改性玻璃纤维、5份改性硫酸钙、3.4份聚磷酸铵、2.8份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.6份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度182 ℃条件下反应1.8 h，用挤出机在温度187 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例5
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、166份聚丙烯酸和55份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为94r/min，维持体系温度147 ℃条件下反应1.5h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚丙烯纤维、34份对苯二甲酸和12份己二酸加入到反应釜中，在温度185 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为120r/min条件下反应2.3 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚丙烯纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、6份过氧化氢和27份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度78 ℃，搅拌速度为93r/min条件下反应2.2 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、42份己二酸和16份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度138 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为103r/min条件下反应4.1 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、3份改性聚乙烯醇、4份改性聚苯乙烯、5份改性聚丙烯纤维、2份改性硫酸钙、3份聚磷酸铵、1份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度210 ℃条件下反应1 h，用挤出机在温度220 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例6
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、156份聚丙烯酸和53份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为113r/min，维持体系温度137 ℃条件下反应2.1h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份玻璃纤维、34份对苯二甲酸和12份己二酸加入到反应釜中，在温度180 ℃，真空度为-0.04MPa，搅拌速度为97r/min条件下反应2.4 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性玻璃纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、6份过氧化氢和27份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度78 ℃，搅拌速度为89r/min条件下反应1.5 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、44份己二酸和17份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度138 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为99r/min条件下反应2.5 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、4份改性聚乙烯醇、2份改性聚苯乙烯、5份改性玻璃纤维、3.6份改性硫酸钙、2.5份聚磷酸铵、1.7份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.6份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度173 ℃条件下反应2 h，用挤出机在温度178 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例7
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、153份聚丙烯酸和54份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为93r/min，维持体系温度145 ℃条件下反应1.7h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚乙烯醇纤维、36份对苯二甲酸和14份己二酸加入到反应釜中，在温度176 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为118r/min条件下反应4.6h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚乙烯醇纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、8份过氧化氢和25份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度93 ℃，搅拌速度为102r/min条件下反应2.5h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、44份己二酸和24份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度153 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为107r/min条件下反应2.6 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、4份改性聚乙烯醇、2份改性聚苯乙烯、6份改性聚乙烯醇纤维、3份改性硫酸钙、2份聚磷酸铵、3份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度184 ℃条件下反应1.6 h，用挤出机在温度190 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例8
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、157份聚丙烯酸和52份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为93r/min，维持体系温度127 ℃条件下反应2.6h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份碳纤维、37份对苯二甲酸和13份己二酸加入到反应釜中，在温度183 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为115r/min条件下反应3.2 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性碳纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、6份过氧化氢和280份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度80 ℃，搅拌速度为110r/min条件下反应2.3 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、45份己二酸和19份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度152 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为110r/min条件下反应3.2 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、7份改性聚乙烯醇、3份改性聚苯乙烯、4份改性碳纤维、5份改性硫酸钙、2份聚磷酸铵、3份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度193 ℃条件下反应1.1 h，用挤出机在温度200 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
实施例9
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、157份聚丙烯酸和53份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为92r/min，维持体系温度147 ℃条件下反应1.3h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚乙烯醇纤维、36份对苯二甲酸和12份己二酸加入到反应釜中，在温度186 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为115r/min条件下反应3.5 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚乙烯醇纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、7份过氧化氢和22份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度91 ℃，搅拌速度为97r/min条件下反应1.8 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份聚乙烯醇、42份己二酸和16份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度153 ℃，真空度为-0.04MPa，搅拌速度为99r/min条件下反应3.7 h，即得到改性聚乙烯醇；
(5)、称取100份PPR、5份改性聚乙烯醇、3份改性聚苯乙烯、5份改性聚乙烯醇纤维、3.2份改性硫酸钙、3.2份聚磷酸铵、1.8份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.5份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度185 ℃条件下反应1.3 h，用挤出机在温度190 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
对比例1
一种给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、160份聚丙烯酸和56份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度130℃条件下反应2h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚丙烯纤维、36份对苯二甲酸和13份己二酸加入到反应釜中，在温度185 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为110r/min条件下反应3 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚丙烯纤维；
(3)、称取100份聚苯乙烯、7份过氧化氢和26份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度85 ℃，搅拌速度为105r/min条件下反应1.5 h，即得到改性聚苯乙烯；
(4)、称取100份PPR、5份聚乙烯醇、3份改性聚苯乙烯、5份改性聚丙烯纤维、4份改性硫酸钙、3份聚磷酸铵、2份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.5份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度185 ℃条件下反应1 h，用挤出机在温度190 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
对比例2
一种给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、160份聚丙烯酸和56份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度130℃条件下反应2h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚丙烯纤维、36份对苯二甲酸和13份己二酸加入到反应釜中，在温度185 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为110r/min条件下反应3 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚丙烯纤维；
(3)、称取100份聚乙烯醇、47份己二酸和21份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度145 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为107r/min条件下反应3 h，即得到改性聚乙烯醇；
(4)、称取100份PPR、5份改性聚乙烯醇、3份聚苯乙烯、5份改性聚丙烯纤维、4份改性硫酸钙、3份聚磷酸铵、2份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.5份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度185 ℃条件下反应1 h，用挤出机在温度190 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
对比例3
一种给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份硫酸钙晶须、160份聚丙烯酸和56份聚乙烯醇加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度130℃条件下反应2h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，90℃干燥1h，得到改性硫酸钙；
(2)、称取100份聚苯乙烯、7份过氧化氢和26份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度85 ℃，搅拌速度为105r/min条件下反应1.5 h，即得到改性聚苯乙烯；
(3)、称取100份聚乙烯醇、47份己二酸和21份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度145 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为107r/min条件下反应3 h，即得到改性聚乙烯醇；
(4)、称取100份PPR、5份改性聚乙烯醇、3份改性聚苯乙烯、5份聚丙烯纤维、4份改性硫酸钙、3份聚磷酸铵、2份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.5份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度185 ℃条件下反应1 h，用挤出机在温度190 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
对比例4
一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取100份聚丙烯纤维、36份对苯二甲酸和13份己二酸加入到反应釜中，在温度185 ℃，真空度为-0.05MPa，搅拌速度为110r/min条件下反应3 h，经过滤、500mL乙醇洗涤、过滤、500mL乙醇洗涤、过滤，105℃干燥1h，即得到改性聚丙烯纤维；
(2)、称取100份聚苯乙烯、7份过氧化氢和26份二苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在温度85 ℃，搅拌速度为105r/min条件下反应1.5 h，即得到改性聚苯乙烯；
(3)、称取100份聚乙烯醇、47份己二酸和21份羧甲基纤维素加入到反应釜中，在温度145 ℃，真空度为-0.06MPa，搅拌速度为107r/min条件下反应3 h，即得到改性聚乙烯醇；
(4)、称取100份PPR、5份改性聚乙烯醇、3份改性聚苯乙烯、5份改性聚丙烯纤维、4份硫酸钙晶须、3份聚磷酸铵、2份 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.5份三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯加入到开炼机中，在温度185 ℃条件下反应1 h，用挤出机在温度190 ℃条件下挤出造粒，即得到耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
对实施例1～9和对比例1～4制备得到的给水管材的性能进行测试，测试方法如下，测试结果见下表1。
（1）耐低温性能按GB/T 23711.2-2009标准进行测试，测试周期为1个月；
（2）静液压性能按GB/T 6111-2003标准进行测试；
（3）氧指数按GB/T2406.2-2009/ISO4589-2:1996标准进行测试；
（4）透水蒸气性能按GB/T 1037-1988标准进行测试；
（5）落锤冲击强度按GB/T14152-2001标准进行测试；
实施例1～9和对比例1～4制备得到的给水管材的性能测试
。
由上表1可知，本发明各实施例制备得到的耐低温高静液压给水管在测试时间为1个月的条件下最低可耐-30℃的低温，而对比例1～3的管材的耐低温性能则较差，这表明本发明提供的给水管材具有较好的耐低温性能。实施例1～9制备得到的给水管在20℃条件下的静液压性能都大于15 MPa，静液压性能好。由上表1可知，各实施例中的氧指数均大于28，透水蒸气都小于5 g/m2/d，TIR均小于10，这表明本发明制备得到的给水管材具有较好的阻燃性、防水性和力学强度。
以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其特征在于，所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料按质量份数由以下原料组成：
其中，所述改性聚乙烯醇由聚乙烯醇、己二酸和羧甲基纤维素反应制得；所述改性聚苯乙烯由聚苯乙烯、过氧化氢和二苯基甲烷二异氰酸酯反应制得；所述改性纤维由纤维、对苯二甲酸和己二酸反应制得；所述改性硫酸钙由硫酸钙晶须、聚丙烯酸、聚乙烯醇反应制得。
2.根据权利要求1所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其特征在于，所述改性硫酸钙的硫酸钙晶须、聚丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为100：150～170：50～60。
3.根据权利要求1所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其特征在于，所述改性聚乙烯醇的聚乙烯醇、己二酸和羧甲基纤维素的质量比为100：40～50：15～25。
4.根据权利要求2或3所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为400～3000。
5.根据权利要求1所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其特征在于，所述改性聚苯乙烯的聚苯乙烯、过氧化氢和二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为100：5～10：20～30。
6.根据权利要求1所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其特征在于，所述改性纤维的纤维、对苯二甲酸和己二酸的质量比为100：30～40：10～15。
7.根据权利要求1所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料，其特征在于，所述纤维为聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维或碳纤维中的一种或几种。
8.权利要求1～7任一所述耐低温高静液压给水管材用PPR材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：将各组分按比例加入到开炼机中，于170～220℃条件下反应1～2h，挤出造粒即得耐低温高静液压给水管材用PPR材料。
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