CN107629338B - 低温抗冲管材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温抗冲管材及其制备方法，包括如下重量份数的组分：改善型EPDM80‑120份；碳酸钙1‑15份；热稳定剂1‑5份；润滑剂2‑6份；色母原料2‑8份。包括如下步骤制备而成：步骤1：按照重量份称取改善型EPDM80‑120份；碳酸钙1‑15份；热稳定剂1‑5份；润滑剂2‑6份；色母原料2‑8份；步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。本管材具有良好的低温耐冲性能。

Description

低温抗冲管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及管材，特别涉及一种低温抗冲管材及其制备方法。

背景技术

目前，在城市建设用的地下埋置管材多为硬聚氯乙烯材料制备，它具有重量轻、绝缘、阻燃、力学性能好和耐化学腐蚀等特点。但是，常规硬聚氯乙烯管材也存在着耐受性较差的问题，在-20℃以下，为了改善聚氯乙烯的耐冲击性能，常采用橡胶类弹性体对聚氯乙烯进行增韧改性，如MBS、ABS、CPE、EVA等。最常使用的是CPE，但是CPE的添加量较大，而且很难获得令人满意的低温冷冲改性效果。

公开号为CN105017674A的中国专利公开了一种由EPDM、CPE复合增韧改性的低温抗冻型聚氯乙烯双壁波纹管材及其生产方法。其中管材包括以下重量份的组分：聚氯乙烯100份；碳酸钙1-15份；抗冲击改性剂3-15份；热稳定剂1-5份；润滑剂2-6份；加工改性剂1-5份。该发明利用具有优异综合性能的EPDM充当主抗改性剂，CPE既充当辅抗冲改性剂又充当EODM和CPE对聚氯乙烯基体的优异协同冲击改性效果，提供一种加工性能好、力学性能优良，低温抗冻性能优异的硬聚聚氯乙烯双壁波纹管材及生产方法。

公开号为CN103012964A的中国专利公开了一种低温PPR管，将一定配比的PPR树脂、聚乙烯和抗冲改性剂混合均匀作为原料，经挤出生产线挤出而成；其中PPR树脂、聚乙烯和抗冲改性剂的重量份数分别为：100份PPR树脂、1-20份聚乙烯和1-20份抗冲改性剂。本发明的PPR管材具有较高的耐低温性能，低温环境下不变脆，可以在-10℃-95℃下使用。

公开号为CN 102827439A的中国专利公开了一种PVC-M抗冲击管材，所述管材由以下重量份的原料制成：PVC树脂100份，钙粉6份，钛白粉，稳定剂6份，硬脂酸2份，抗冲改性剂13份，PE蜡1份，MBS树脂0.5份，ACR-5304份。这种抗冲击管材韧性和抗冲击性能好，耐化学腐蚀，提升了拉伸强度和断裂伸长率，韧性好，不易漏水，渗水，破裂，在PVC管材中加入MBS树脂促进塑化，增强无机物的分散和PVC溶体的加工流动性，提高制品低温冲击强度。

上述三个专利文件能提高管材的低温性能和抗冲击性能，但是很难同时协调好低温性能和抗冲击性能，有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温抗冲管材，其具有在低温条件下还能具备良好耐冲击性能和低温性能的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低温抗冲管材，包括如下重量份数的组分：

所述改善型EPDM中按照重量比，乙烯∶丙烯＝85∶10-15。

通过采用上述技术方案，当EPDM中的乙烯和丙烯的重量比变大后，EPDM具有更高的压坯强度，更高的拉伸强度和更高的结晶化程度和耐冲击能力，但是有较差的低温特性，而本发明在低温的环境下依旧具有较强的抗冲击性，并且能够抗裂的作用。增加乙烯与丙烯的重量比，增强管材的强度。

本发明进一步设置为：按照重量份数，还包括有聚烯烃弹性体10-35份。

通过采用上述技术方案，上述聚烯烃弹性体选取美国杜邦陶氏POE8999系列。增加该聚烯烃弹性体后，管材的韧性将得到显著的提高。

本发明进一步设置为：按照重量份数，还包括有高密度聚乙烯10-35份。

通过采用上述技术方案，高密度聚乙烯从苏州天旭塑化有限公司采购。

本发明进一步设置为：所述热稳定剂选取有机锡稳定剂。

通过采用上述技术方案，利用有机锡稳定剂降低管材制作过程中，因温度升高而导致管材热分解的概率。

本发明进一步设置为：所述润滑剂选取纳米三氟化镧。

通过采用上述技术方案，纳米三氟化镧起到了降低组分之间的内摩擦力，增加组分间的流动性的作用。

本发明进一步设置为：所述碳酸钙选取粒度为0.005-0.007μm的纳米碳酸钙。

通过采用上述技术方案，当使用0.005-0.007μm的纳米碳酸钙的时候，纳米碳酸钙能够填充在管材中进一步增强整体的抗冲性能。

本发明的另一个目的是提供一种低温抗冲管材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份称取按照重量份称取原料；

步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。

通过采用上述技术方案，利用上述步骤可以方便地制得低温耐冲的管材。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、在现有的EPDM中乙烯：丙烯的重量份比一般为80∶20，本发明提高了EPDM中乙烯的含量，显著提升了两者的重量份数比，而成型的管材的拉伸强度和抗冲击强度得到显著提升，但是低温的环境下，管材的性能并没有下降，同样保持优异的抗冲击性能。

2、EPDM、高密度聚乙烯和聚烯烃弹性体的综合性能最好，这是由于聚烯烃弹性体和高密度聚乙烯的离子充当应力集中中心，诱发大量银纹和剪切带。大量银纹和剪切带的产生和发展要消耗大量能量，因而显著提高材料的冲击强度。另外发现添加的聚烯烃弹性体和润滑剂具有协同作用，能够提高EPDM和高密度聚乙烯共混物的相容性，通过在两者间形成较强界面粘附使EPDM、高密度聚乙烯和聚烯烃弹性体在低温的条件下，也能保持较高的耐冲击性能。

附图说明

图1为低温抗冲管材的制备方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

一种低温抗冲管材，包括如下重量份数的组分：

上述成分中的改善型EPDM由按照重量比为乙烯∶丙烯＝85∶15构成。

上述热稳定剂选取有机锡稳定剂，有机锡稳定剂选取月桂酸马来酸二丁基锡，润滑剂选取纳米三氟化镧，碳酸钙选取粒度为0.005μm的纳米碳酸钙，色母原料向深圳市伟昌颜料有限公司采购，聚烯烃弹性体选取美国杜邦陶氏系列的POE8999，高密度聚乙烯从苏州天旭塑化有限公司采购。

如图1所示，一种低温抗冲管材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份称取组分改善型EPDM80份；碳酸钙1份；月桂酸马来酸二丁基锡1份；纳米三氟化镧2份；色母原料2份；聚烯烃弹性体10份；高密度聚乙烯10份；

步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。

实施例2：

一种低温抗冲管材，包括如下重量份数的组分：

改善型EPDM90份；

碳酸钙5份；

热稳定剂1.5份；

润滑剂3份；

色母原料3份；

聚烯烃弹性体18份；

高密度聚乙烯18份；

上述成分中的改善型EPDM由按照重量比为乙烯∶丙烯＝85∶12构成。

上述热稳定剂选取有机锡稳定剂，有机锡稳定剂选取月桂酸马来酸二丁基锡，润滑剂选取纳米三氟化镧，碳酸钙选取粒度为0.0055μm的纳米碳酸钙，色母原料向深圳市伟昌颜料有限公司采购，聚烯烃弹性体选取美国杜邦陶氏系列的POE8999，高密度聚乙烯从苏州天旭塑化有限公司采购。

如图1所示，一种低温抗冲管材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份称取组分改善型EPDM90份；碳酸钙5份；月桂酸马来酸二丁基锡1.5份；纳米三氟化镧3份；色母原料3份；聚烯烃弹性体18份；高密度聚乙烯18份；

步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。

实施例3：

一种低温抗冲管材，包括如下重量份数的组分：

改善型EPDM100份；

碳酸钙7.5份；

热稳定剂3份；

润滑剂4份；

色母原料4份；

聚烯烃弹性体22份；

高密度聚乙烯22份；

上述成分中的改善型EPDM由按照重量比为乙烯：丙烯＝85∶13构成。

上述热稳定剂选取有机锡稳定剂，有机锡稳定剂选取月桂酸马来酸二丁基锡，润滑剂选取纳米三氟化镧，碳酸钙选取粒度为0.006μm的纳米碳酸钙，色母原料向深圳市伟昌颜料有限公司采购，聚烯烃弹性体选取美国杜邦陶氏系列的POE8999，高密度聚乙烯从苏州天旭塑化有限公司采购。

如图1所示，一种低温抗冲管材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份称取组分改善型EPDM100份；碳酸钙7.5份；月桂酸马来酸二丁基锡3份；纳米三氟化镧4份；色母原料4份；聚烯烃弹性体22份；高密度聚乙烯22份；

步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。

实施例4：

一种低温抗冲管材，包括如下重量份数的组分：

改善型EPDM110份；

碳酸钙12份；

热稳定剂4份；

润滑剂6份；

色母原料6份；

聚烯烃弹性体30份；

高密度聚乙烯30份；

上述成分中的改善型EPDM由按照重量比为乙烯：丙烯＝85：12构成。

上述热稳定剂选取有机锡稳定剂，有机锡稳定剂选取月桂酸马来酸二丁基锡，润滑剂选取纳米三氟化镧，碳酸钙选取粒度为0.0065μm的纳米碳酸钙，色母原料向深圳市伟昌颜料有限公司采购，聚烯烃弹性体选取美国杜邦陶氏系列的POE8999，高密度聚乙烯从苏州天旭塑化有限公司采购。

如图1所示，一种低温抗冲管材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份称取组分改善型EPDM110份；碳酸钙12份；月桂酸马来酸二丁基锡4份；纳米三氟化镧6份；色母原料6份；聚烯烃弹性体30份；高密度聚乙烯30份；

步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。

实施例5：

一种低温抗冲管材，包括如下重量份数的组分：

改善型EPDM120份；

碳酸钙15份；

热稳定剂5份；

润滑剂8份；

色母原料8份；

聚烯烃弹性体35份；

高密度聚乙烯35份；

上述成分中的改善型EPDM由按照重量比为乙烯：丙烯＝85∶10构成。

上述热稳定剂选取有机锡稳定剂，有机锡稳定剂选取月桂酸马来酸二丁基锡，润滑剂选取纳米三氟化镧，碳酸钙选取粒度为0.007μm的纳米碳酸钙，色母原料向深圳市伟昌颜料有限公司采购，聚烯烃弹性体选取美国杜邦陶氏系列的POE8999，高密度聚乙烯从苏州天旭塑化有限公司采购。

如图1所示，一种低温抗冲管材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份称取组分改善型EPDM120份；碳酸钙15份；月桂酸马来酸二丁基锡5份；纳米三氟化镧8份；色母原料8份；聚烯烃弹性体35份；高密度聚乙烯35份；

步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。

对比例1：与实施例3的区别点在于去除聚烯烃弹性体，其余与实施例3相同。

对比例2：与实施例3的区别点在于去除乙烯∶丙烯＝80∶13EPDM，并替换成乙烯∶丙烯＝80∶20的EPDM，其余与实施例3相同。

对比例3：与实施例3的区别点在于去除纳米三氟化镧，其余与实施例3相同。

对比例4：与实施例3的区别点在于去除聚烯烃弹性体和纳米三氟化镧，其余与实施例3相同。

测试例1：

分别称取相同重量份的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4。根据国标GB/T18477.1-2007的标准对上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4在-20℃的温度下进行检测。

表1为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1制备得到的低温抗冲管材的性能

从上表1中可以看出，对比例2的EPDM中的乙烯：丙烯重量分数比相对于实施例3虽然提高了，但是其在低温环境下的管材的性能并没有下降，

对比例1和对比例3依次没有聚烯烃弹性体和纳米三氟化镧，对比例l和对比例3与实施例3相比，对比例1和对比例3的低温抗冲性能下降较多。对比例4中同时没有聚烯烃弹性体和纳米三氟化镧，与对比例1和对比例3对比，对比例4低温抗冲性能下降并不明显。对比例4与对比例1相比低温抗冲性能的增幅加上对比例4与对比例2相比低温抗冲性能的增幅小于实施例3与对比例4相比低温抗冲性能的增幅，因此聚烯烃弹性体和纳米三氟化镧，具有协同的作用。

Claims (4)

1.一种低温抗冲管材，其特征是：包括如下重量份数的组分：

改善型EPDM 80-120份；

碳酸钙 1-15份；

热稳定剂 1-5份；

润滑剂 2-6份；

色母原料 2-8份；

聚烯烃弹性体 10-35份；

高密度聚乙烯 10-35份；

所述改善型EPDM中按照重量比，乙烯：丙烯=85:10-15，所述润滑剂选取纳米三氟化镧。

2.根据权利要求1所述的低温抗冲管材，其特征是：所述热稳定剂选取有机锡稳定剂。

3.根据权利要求1所述的低温抗冲管材，其特征是：所述碳酸钙选取粒度为0.005-0.007μm的纳米碳酸钙。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述低温抗冲管材的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤1：按照重量份称取原料；

步骤2：将步骤1中称取的组分放置在高速搅拌机内进行搅拌，温度设置在200℃，挤出成型，即可得到低温抗冲管材。

Images