CN108003475A - 一种耐热增强聚丙烯管材及其制备方法 - Google Patents

一种耐热增强聚丙烯管材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热增强聚丙烯管材及其制备方法,选取无水乙醇和水混合形成乙醇水溶液;将乙烯基硅烷偶联剂溶于乙醇水溶液中;将短切玻纤侵入处理液内,搅拌后捞出,烘干;将聚丙烯、色母、抗氧剂混合均匀成外层原料,将聚丙烯、润滑剂、抗氧剂、引发剂搅拌均匀制成耐热聚丙烯层的原料,将外层原料和耐热聚丙烯层原料分别投入聚丙烯管材挤出机内,从挤出机侧喂料口加入经处理液处理后的短切玻纤和引发剂,挤出制备得到耐热增强聚丙烯管材。本发明的优点是:玻纤的分散更均匀,管材强度高,耐压和耐热性能强,制备方便,成本低。

Description

一种耐热增强聚丙烯管材及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域,涉及一种耐热增强聚丙烯管材及其制备方法。
背景技术
聚丙烯管材具有质轻、无毒、耐热、耐腐蚀、使用寿命长、安装方便、连接可靠、可回收利用等优点,作为一种新型绿色建筑节能材料,广泛应用于建筑供水系统、采暖系统、气体传输系统、化工流体输送系统、水处理系统、农业灌溉系统等。随着我国经济飞速发展,聚丙烯管材的用量也大幅增长,市场占有率迅速提高,是我国建设部重点推广的三大新型塑料管材的首推品种,近几年发展势头迅猛。目前,聚丙烯管材由于具有较好的柔韧性、耐热性,以及较低的导热系数,用于热水管道时保温节能效果明显,同时聚丙烯管内壁光滑、液体流动阻力小,可长期输送70℃左右的热水,成为市场上主流冷热水管材。然而对于更高温度的使用环境,输送泥浆等特殊流体来讲,普通聚丙烯熔体强度不高,与金属管道相比,强度、耐高温性以及耐摩擦性能不佳,限制了其在这些特殊领域的应用。大多数发明专利利用玻纤、滑石粉、云母等无机刚性粒子,加上各类增韧剂、相容剂、成核剂及其他加工助剂对聚丙烯进行复合改性,虽然综合性能有所提高,但组分复杂,添加量多,成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐热性好、强度高的耐热增强聚丙烯管材。
本发明的另一目的是提供一种耐热增强聚丙烯管材的制备方法。
本发明的技术解决方案是:一种耐热增强聚丙烯管材,包括聚丙烯外层,在所述聚丙烯外层内设有耐热增强聚丙烯层,其中耐热增强聚丙烯层的原料组份为:100重量份的聚丙烯,10-50重量份经处理液处理后的短切玻纤,0.01-0.1重量份的润滑剂,0.5-1重量份的抗氧剂,0.05-0.2重量份的引发剂,聚丙烯选自熔体流动速率为0.1-0.3g/10min的共聚聚丙烯,短切玻纤为直径为6-15μm、长度为3-10mm的无碱玻纤,所述润滑剂由重量份比例为1:2-3的外润滑剂和内润滑剂复配而成,外润滑剂选自脂肪酸酰胺、硬脂酸及其盐类的一种或几种,内润滑剂选自烃类、有机硅类或小分子聚合物润滑剂的一种或几种;所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1330、抗氧剂DSTDP、DLTDP抗氧剂1010或抗氧剂168的一种或几种;引发剂为有机过氧化物;短切玻纤的处理液组份为:10-50ml溶剂,0.1-3重量份的乙烯基硅烷偶联剂,其中溶剂由体积比为9:1的无水乙醇和水混合而成,乙烯基硅烷偶联剂选自乙氧基三甲氧基硅烷或乙氧基三乙氧基硅烷,所述外层的原料组份为:100重量份的聚丙烯,1-5份的色母,0.5-1份的抗氧剂。
其中,所述聚丙烯选自熔体流动速率为0.1-0.3g/10min的共聚聚丙烯。聚丙烯材料用于挤出成管,故其熔体流动速率不可太大,否则影响管材力学性能和使用寿命,且若熔体流动速率过大,无法挤出成管。考虑到引发剂的加入使聚丙烯分子链断裂,会导致聚丙烯材料的熔指升高,故选用的聚丙烯的熔体流动速率应尽量小;而加入润滑剂后,可以促进玻纤在基体中的均匀分散,保证改性效果,且优化聚丙烯的加工性能,使产品表面光滑、光泽度好且无“浮纤”。抗氧剂的加入可防止聚丙烯分子链氧化降解,保证改性效果,大大提高聚丙烯管材的耐热性能和耐老化性。经处理液浸泡后的玻纤表面产生大量羟基,一部分与硅烷作用,可增加玻纤与聚丙烯基体的相容性,促使其均匀分散,提高管材的强度;同时在少量引发剂作用下,乙烯基硅烷接枝到聚丙烯分子链上,进一步提高玻纤与聚丙烯基体的界面粘接强度,同时乙烯基硅烷在催化剂的作用下,起到交联点的作用,使聚丙烯分子链形成网络结构,玻纤可以弥补小部分聚丙烯分子链断裂所降低的强度。将玻纤对聚丙烯管材的增强作用和乙烯基硅烷偶联剂对聚丙烯材料的交联作用相结合,二者协同,可大大提高聚丙烯管材的耐热性和强度,且加工容易,无“浮纤”现象。管材所用原料易得,处理剂的添加量少,无需额外添加相容剂,制成的管材耐压性能、耐热性能都可以显著提高,从而在相同使用条件下,可减薄管材壁厚,降低成本。
所述短切玻纤为直径6-15μm且长度为3-10mm的无碱玻纤。与聚丙烯材料相容性良好,辅以润滑剂帮助均匀分散,可大大提高聚丙烯材料的强度。
所述抗氧剂由重量比例为2-3:1:1的抗氧剂1330、抗氧剂1076和抗氧剂DSTDP组成。可以进一步保证改性效果,提高聚丙烯材料的耐热性能和耐老化性。
在所述耐热增强聚丙烯层内可再加设一聚丙烯内层,其原料组份与聚丙烯外层一致。
本发明的另一技术解决方案是:一种耐热增强聚丙烯管材的制备方法,包括以下步骤:①、配置溶剂,选取体积比为9:1的无水乙醇和水混合形成乙醇水溶液;②、配置处理液:将0.1-3重量份的乙烯基硅烷偶联剂溶于乙醇水溶液中;③、处理玻纤:将10-50重量份短切玻纤侵入处理液内,在80℃下搅拌1-2h后捞出,120℃下烘干;④、将100重量份聚丙烯、1-5份色母、0.5-1份抗氧剂混合均匀,制成外层原料,将100重量份聚丙烯、0.01-0.1重量份润滑剂、0.5-1重量份抗氧剂、引发剂的一半0.025-0.1重量份搅拌均匀制成耐热聚丙烯层的原料,将外层原料和耐热聚丙烯层原料分别投入两台聚丙烯管材挤出机内,从耐热聚丙烯层挤出机侧喂料口加入10-50重量份经处理液处理后的短切玻纤和引发剂的另一半0.025-0.1重量份,通过共挤口模挤出制备得到耐热增强聚丙烯管材,加工温度控制在170-220摄氏度。
无碱短切玻纤表面具有大量的羟基,可以与乙烯基硅烷偶联剂作用,增加玻纤与聚丙烯基体的相容性,促使玻纤的均匀分散性,提高管材的强度,同时在少量引发剂作用下,乙烯基硅烷接枝到聚丙烯分子链上,进一步提高玻纤与聚丙烯基体的界面粘接强度,同时乙烯基硅烷在催化剂的作用下,起到交联点的作用,使聚丙烯分子链形成网络结构,玻纤可以弥补小部分聚丙烯分子链断裂所降低的强度。管材制备方法简单,制成的管材耐压性能、耐热性能都可以显著提高,从而在相同使用条件下,可减薄管材壁厚,降低成本。
所述配置处理液步骤中包括调节pH值为3.5-5.5的步骤。在酸性条件下,更容易在玻纤表面形成羟基,进一步增加玻纤和聚丙烯基体的相容性。
所述引发剂均分成两份加入,可更好的均匀分散于聚丙烯材料中,可在玻纤表面原位引发,更好地发挥引发交联的效果,最大限度提高玻纤与聚丙烯基体的界面粘接强度,同时促使聚丙烯分子链形成均匀的网络结构。
还包括将所述步骤④中制得的耐热增强聚丙烯管材在80-100℃下处理24h的步骤。可使乙烯基硅烷的接枝反应与小部分聚丙烯的交联反应完全,爆破强度更高,管材的耐压性更好。
本发明的优点是:玻纤的分散更均匀,管材强度高,耐压和耐热性能强,制备方便,成本低。
具体实施方式
本发明实施例所使用的原料如下:
聚丙烯树脂原料丰富,牌号较多,可任选一种,本发明实施例中使用的有:韩国晓星的PP-R材料,牌号R200P,熔体流动速率0.22g/10min;大庆华科的PP-R材料,牌号Q802,熔体流动速率0.12g/10min;扬子石化PP-B材料,牌号C180,熔体流动速率0.34g/10min
无碱短切玻纤为泰山玻纤公司T438,直径13μm,长度4.5mm;
硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷,晨光化工,CG-V151;
引发剂为过氧化二异丙苯(DCP);
外润滑剂为乙撑双硬脂酰胺EBS,日本花王;
内润滑剂为改性聚酯树脂HY390,上海荟研新材料有限公司
抗氧剂为:抗氧剂1076、1330、DSTDP、1010,巴斯夫;
无水乙醇为市售,水为纯净水。
测试方法:
静液压强度:按照标准GB/T18742.2测试,
条件1:温度20℃,环应力16.0MPa,保持时间1h;
条件2:温度95℃,环应力4.2MPa,保持时间22h;
条件3:温度95℃,环应力3.8MPa,保持时间165h;管材不破裂不渗漏。
爆破强度:按照标准GB/T15560测试,管材持续打压,使其在60-70S内爆破,记录爆破时的压力。
简支梁冲击:0℃处理后,测试10个试样,计算试样破损率。
氧化诱导期:试样在210℃氧气条件下的催化氧化反应时间,评价管材的耐热降解能力。
实施例1-26和对比例1-33的聚丙烯原料均为韩国晓星R200P,实施例27的聚丙烯原料为大庆华科Q802,对比例34的聚丙烯原料为扬子石化C180。
实施例1
(1)配置混合溶剂:将无水乙醇和水按9:1的比例配成乙醇水溶液;
(2)配置处理液:取3L溶剂,50g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151依次溶于混合溶剂,并调节处理液PH值为3.5-5.5;
(3)处理玻纤:将3kg短切玻纤浸入处理液,80℃机械搅拌2h后捞出玻纤,120℃烘干;
(4)将外层原料聚丙烯10Kg、色母0.2kg、抗氧剂100g(1330:1076:DSTDP=2:1:1)混合均匀,将内层原料聚丙烯10Kg、引发剂DCP2.5g,抗氧剂100g、润滑剂10g(EBS:HY390=1:2)高速搅拌充分混合后,分别投入两台聚丙烯管材挤出机,从耐热聚丙烯层挤出机侧喂料口加入经处理的短切玻纤和引发剂DCP2.5g,制备出双层聚丙烯S3.2 Dn16的管材。加工温度控制在170-220℃。
(5)将步骤(4)所得管材在80-100℃环境下处理24h。
对比例1、2:分别将实施例1步骤(1)无水乙醇和水的比例换成8:1和10:1,其余步骤不变;
对比例3-6:分别将实施例1中溶剂换成纯水、无水乙醇、异丙醇、丙酮四种,其余步骤不变。
对比例7:去掉步骤(5),其余与实施例1一样。
对比例8:去掉步骤(2)中的“调节处理液PH值为3.5~5.5”,其余与实施例1一样。
对比例9:将实施例1中玻纤处理温度换成70℃,其余不变。
对比例10:将实施例1中玻纤处理温度换成90℃,其余不变。
对比例11:将实施例1中全部引发剂5g与其他内层原料一起高速搅拌充分混合后投料,不在侧喂料口加入,其余不变。
对比例12:将实施例1中全部引发剂5g在侧喂料口加入,其余不变。
对比结果见表1。
表1
由实施例1与对比例1-6的对比可知,本发明使用硅烷偶联剂常用的无水乙醇水溶液作为溶剂即可,价廉,无毒,环保。所用混合溶剂中水的含量不宜过多,过多则乙烯基硅烷水解过程中易发生缩合,降低对玻纤的处理效果,太少或没有则乙烯基硅烷水解不充分,同样对玻纤的处理效果不理想,从而使玻纤与聚丙烯的相容性变差,降低管材强度。
由实施例1与对比例7的对比可知,步骤(5)的后处理,可使乙烯基硅烷的接枝反应与小部分聚丙烯的交联反应完全,爆破强度更高,管材的耐压性更好。
由实施例1与对比例8的对比可知,调节处理液PH值为稀酸环境,可促进乙烯基硅烷的水解,提高玻纤处理效果。
由实施例1与对比例9、10的对比可知,温度过低,2h的反应时间内乙烯基硅烷对玻纤的表面处理不够,而更高的处理温度,效果与实施例1差不多,故从节约能源出发,实施例1所用温度更好。
由实施例1与对比例11、12的对比可知,引发剂均分成两份加入,可更好的均匀分散于聚丙烯材料中,可在玻纤表面原位引发,更好地发挥引发交联的效果,最大限度提高玻纤与聚丙烯基体的界面粘接强度,同时促使聚丙烯分子链形成均匀的网络结构,二者协同,大幅度提高管材强度。
实施例2:
(1)配置混合溶剂:将无水乙醇和水按9:1的比例配成乙醇水溶液;
(2)配置处理液:取15L溶剂,250g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151依次溶于混合溶剂,并调节处理液PH值为3.5~5.5;
(3)处理玻纤:将15kg短切玻纤浸入处理液,80℃机械搅拌2h后捞出玻纤,120℃烘干;
(4)将外层原料聚丙烯50Kg、色母1kg、抗氧剂500g(1330:1076:DSTDP=2:1:1)混合均匀,将内层原料聚丙烯50Kg、引发剂DCP12.5g,抗氧剂500g、润滑剂50g(EBS:HY390=1:2)高速搅拌充分混合后,分别投入两台聚丙烯管材挤出机,经处理的短切玻纤和引发剂DCP12.5g从内层挤出机侧喂料口加入,制备出双层聚丙烯S3.2 Dn32的管材。加工温度控制在170-220℃。
(5)将步骤(4)所得管材在80-100℃环境下处理24h。
实施例2的引发剂DCP添加量为0.05份,将实施例2的引发剂DCP添加量改为0.1、0.15、0.2份,其余不变,则为实施例3-5;将实施例2的引发剂DCP添加量改为0、0.025、0.225份,其余不变,则为对比例13-15。详细组份构成见表2:
表2
测试结果见表3:
表3
随着引发剂添加量增多,乙烯基三乙氧基硅烷接枝到聚丙烯分子链上的反应越完全,玻纤与聚丙烯基体的界面结合力越强,同时乙烯基三乙氧基硅烷还起到交联点的作用,使小部分聚丙烯分子链形成网络结构,大大提高了管材的耐静液压强度和耐热性能。但若引发剂添加过多,可使聚丙烯分子链大幅度降解,副反应增多,材料熔体流动速率大大增加,导致管材性能下降。
实施例6:
(1)配置混合溶剂:将无水乙醇和水按9:1的比例配成乙醇水溶液;
(2)配置处理液:取7.5L溶剂,25g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151依次溶于混合溶剂,并调节处理液PH值为3.5-5.5;
(3)处理玻纤:将7.5kg短切玻纤浸入处理液,80℃机械搅拌2h后捞出玻纤,120℃烘干;
(4)将外层原料聚丙烯25Kg、色母0.5kg、抗氧剂250g混合均匀,内层原料聚丙烯25Kg、引发剂DCP12.5g,抗氧剂250g(1330:1076:DSTDP=2:1:1)、润滑剂25g(EBS:HY390=1:2)高速搅拌充分混合后,分别投入聚丙烯管材挤出机,经处理的短切玻纤和引发剂DCP12.5g从侧喂料口加入,制备出双层聚丙烯S3.2 Dn20的管材。加工温度控制在170-220℃。
(5)将步骤(4)所得管材在80~100℃环境下处理24h。
实施例6乙烯基三乙氧基硅烷为0.1份,将实施例6的乙烯基三乙氧基硅烷添加量分别改为0.5、1.5、2.5、3份,其余不变,则为实施例7-10;将实施例6的乙烯基三乙氧基硅烷添加量分别改为0和3.5份,其余不变,则为对比例16-17。详细组份见表4:
表4
测试结果见表5:
表5
不添加乙烯基三乙氧基硅烷,则玻纤与聚丙烯基体界面结合力差,管材强度低,且引发剂导致聚丙烯分子链降解,熔体流动速率大幅度增加,管材耐热性变差。随着乙烯基三乙氧基硅烷含量的增加,对玻纤的表面处理逐渐完善,玻纤与聚丙烯基体的界面结合力越强,同时乙烯基三乙氧基硅烷还起到交联点的作用,使小部分聚丙烯分子链形成网络结构,大大提高了管材的耐静液压强度和耐热性能。当乙烯基三乙氧基硅烷超过一定含量后,对玻纤的表面处理达到饱和状态,性能变化不大。
实施例11
(1)配置混合溶剂:将无水乙醇和水按9:1的比例配成乙醇水溶液;
(2)配置处理液:取3L溶剂,50g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151依次溶于混合溶剂,并调节处理液PH值为3.5~5.5;
(3)处理玻纤:将3kg短切玻纤浸入处理液,80℃机械搅拌2h后捞出玻纤,120℃烘干;
(4)将外层原料聚丙烯10Kg、色母0.2kg、抗氧剂100g混合均匀,将内层原料聚丙烯10Kg、引发剂DCP2.5g,抗氧剂100g(1330:1076:DSTDP=2:1:1)、润滑剂1g(EBS:HY390=1:2)高速搅拌充分混合后,分别投入聚丙烯管材挤出机,经处理的短切玻纤和引发剂DCP2.5g从侧喂料口加入,制备出双层聚丙烯S3.2 Dn16的管材。加工温度控制在170-220℃。
(5)将步骤(4)所得管材在80-100℃环境下处理24h。
实施例11的润滑剂添加量为0.01份,将实施例11的润滑剂添加量改为0.05、0.1份,即为实施例12、13;将实施例11的润滑剂添加量改为0、0.005、0.15份,即为对比例18-20。详细组份见表6:
表6
测试结果见表7:
表7
润滑剂的加入可防止玻纤外露,提高体系的加工流动性能,促进玻纤在聚丙烯体系中的均匀分散。随着润滑剂添加量的增加,管材的静液压强度和爆破性能增加,管材外观良好。但若添加过多,会造成打滑,反而使管材性能下降。
实施例14和对比例21-22配比如下表8中所示:
表8
测试结果如下表9中所示:
结合实施例13可知,内外润滑剂的比例会对材料的性能产生影响。从测试结果来看,外润滑剂:内润滑剂比例在1:2-3更优。
实施例15
(1)配置混合溶剂:将无水乙醇和水按9:1的比例配成乙醇水溶液;
(2)配置处理液:取3L溶剂,50g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151依次溶于混合溶剂,并调节处理液PH值为3.5~5.5;
(3)处理玻纤:将3kg短切玻纤浸入处理液,80℃机械搅拌2h后捞出玻纤,120℃烘干;
(4)将外层原料聚丙烯10Kg、色母0.2kg、抗氧剂50g混合均匀,将内层原料聚丙烯10Kg、引发剂DCP2.5g,抗氧剂50g(1330:1076:DSTDP=2:1:1)、润滑剂5g(EBS:HY390=1:2)高速搅拌充分混合后,分别投入聚丙烯管材挤出机,经处理的短切玻纤和引发剂DCP2.5g从侧喂料口加入,制备出双层聚丙烯S3.2 Dn16的管材。加工温度控制在170-220℃。
(5)将步骤(4)所得管材在80-100℃环境下处理24h。
实施例15的抗氧剂添加量为0.5份,将实施例15的抗氧剂添加量改为0.75、1份,即为实施例16、17;将实施例15的抗氧剂添加量改为0、0.25、1.25份,即为对比例23-25。详细组份见表10:
表10
测试结果见表11:
表11
适量抗氧剂的加入可防止聚丙烯分子链氧化降解,保证管材强度。随着抗氧剂添加量的增加,体系的氧化诱导期(OIT)延长,管材强度也更好。超过一定含量后,性能变化不大。
实施例17-21和对比例26-27配比如下表12中所示:
表12
测试结果如下表13中所示:
表13
结合实施例13可知,单一组分的抗氧剂作用并不显著,而适宜配比的复配抗氧剂可发挥良好的协同效果,使聚丙烯材料的耐老化性能和其他性能更好。
实施例22
(1)配置混合溶剂:将无水乙醇和水按9:1的比例配成乙醇水溶液;
(2)配置处理液:取15L溶剂,250g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151依次溶于混合溶剂,并调节处理液PH值为3.5-5.5;
(3)处理玻纤:将15kg短切玻纤浸入处理液,80℃机械搅拌2h后捞出玻纤,120℃烘干;
(4)将外层原料聚丙烯50Kg、色母1kg、抗氧剂500g混合均匀,将内层原料聚丙烯50Kg、引发剂DCP12.5g,抗氧剂500g(1330:1076:DSTDP=2:1:1)、润滑剂7.5g(EBS:HY390=1:2)高速搅拌充分混合,将最内层原料聚丙烯50Kg、色母1kg、抗氧剂500g混合均匀,分别投入三台聚丙烯管材挤出机,经处理的短切玻纤和引发剂DCP12.5g从内层挤出机侧喂料口加入,制备出三层聚丙烯S3.2 Dn32的管材。加工温度控制在170-220℃。
(5)将步骤(4)所得管材在80-100℃环境下处理24h。
对实施例22中的短切玻纤、乙烯基三乙氧基硅烷、DCP、润滑剂的添加量进行修改,分别得到实施例22-26和对比例28-33,详细组份见表14:
表14
测试结果见表15:
表15
从结果来看,玻纤的加入起到显著的增强效果,且随着玻纤含量的增加,管材的静液压强度、爆破强度及热变形温度大幅度上升。经处理液处理后,短切玻纤与聚丙烯的相容性良好,乙烯基三乙氧基硅烷在催化剂作用下,起到交联点的作用,使聚丙烯分子链形成网络结构,管材的耐压性能、耐热性能显著提高。
实施例27:将实施例22的聚丙烯原料换成大庆华科Q802,其余不变;
对比例34:将实施例22的聚丙烯原料换成扬子石化C180,其余不变。
从测试结果可知,聚丙烯原料熔指越小,管材性能越好。
表16
除了上述两层结构的聚丙烯管材外,耐热增强聚丙烯层内还可再加设一聚丙烯内层,其原料组份与聚丙烯外层一致,得到三层结构的聚丙烯管材。同理,三层结构的聚丙烯管材也具有很好的耐热增强性能,在此不再一一赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种耐热增强聚丙烯管材,包括聚丙烯外层,其特征在于:在所述聚丙烯外层内设有耐热增强聚丙烯层,其中耐热增强聚丙烯层的原料组份为:100重量份的聚丙烯,10-50重量份经处理液处理后的短切玻纤,0.01-0.1重量份的润滑剂,0.5-1重量份的抗氧剂,0.05-0.2重量份的引发剂,聚丙烯选自熔体流动速率为0.1-0.3g/10min的共聚聚丙烯,短切玻纤为直径为6-15μm、长度为3-10mm的无碱玻纤,所述润滑剂由重量份比例为1:2-3的外润滑剂和内润滑剂复配而成,外润滑剂选自脂肪酸酰胺、硬脂酸及其盐类的一种或几种,内润滑剂选自烃类、有机硅类或小分子聚合物润滑剂的一种或几种;所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1330、抗氧剂DSTDP、DLTDP抗氧剂1010或抗氧剂168的一种或几种;引发剂为有机过氧化物;短切玻纤的处理液组份为:10-50ml溶剂,0.1-3重量份的乙烯基硅烷偶联剂,其中溶剂由体积比为9:1的无水乙醇和水混合而成,乙烯基硅烷偶联剂选自乙氧基三甲氧基硅烷或乙氧基三乙氧基硅烷,所述外层的原料组份为:100重量份的聚丙烯,1-5份的色母,0.5-1份的抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐热增强聚丙烯管材,其特征在于:聚丙烯选自熔体流动速率为0.1-0.3g/10min的共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种耐热增强聚丙烯管材,其特征在于:所述短纤为直径6-15μm且长度为3-10mm的无碱玻纤。
4.根据权利要求1所述的一种耐热增强聚丙烯管材,其特征在于:所述润滑剂由重量份比例为1:2-3的外润滑剂和内润滑剂复配而成,外润滑剂选自脂肪酸酰胺、硬脂酸及其盐类的一种或几种,内润滑剂选自烃类、有机硅类或小分子聚合物润滑剂的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种耐热增强聚丙烯管材,其特征在于:所述抗氧剂选自受阻酚类及辅助抗氧剂,如抗氧剂1076、抗氧剂1330、抗氧剂DSTDP、DLTDP抗氧剂1010或抗氧剂168的一种或几种(优选地复配抗氧剂为比例为2-3:1:1)。
6.根据权利要求1所述的一种耐热增强聚丙烯管材,其特征在于:所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷偶联剂。
7.根据权利要求1-6所述的一种耐热增强聚丙烯管材,其特征在于:在所述耐热增强聚丙烯层内可再加设一聚丙烯内层,其原料组份与聚丙烯外层一致。
8.一种如权利要求1所述的耐热增强聚丙烯管材的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:①、配置溶剂,选取体积比为9:1的无水乙醇和水混合形成乙醇水溶液;②、配置处理液:将0.1-3重量份的乙烯基硅烷偶联剂溶于乙醇水溶液中;③、处理玻纤:将10-50重量份短切玻纤侵入处理液内,在80℃下搅拌1-2h后捞出,120℃下烘干;④、将100重量份聚丙烯、1-5份色母、0.5-1份抗氧剂混合均匀,制成外层原料,将100重量份聚丙烯、0.01-0.1重量份润滑剂、0.5-1重量份抗氧剂、引发剂的一半0.025-0.1重量份搅拌均匀制成耐热聚丙烯层的原料,将外层原料和耐热聚丙烯层原料分别投入两台聚丙烯管材挤出机内,从耐热聚丙烯层挤出机侧喂料口加入10-50重量份经处理液处理后的短切玻纤和引发剂的另一半0.025-0.1重量份,通过共挤口模挤出制备得到耐热增强聚丙烯管材,加工温度控制在170-220摄氏度。
9.根据权利要求8所述的一种耐热增强聚丙烯管材的制备方法,其特征在于:所述配置处理液步骤中包括调节pH值为3.5-5.5的步骤。
10.根据权利要求8所述的一种耐热增强聚丙烯管材的制备方法,其特征在于:引发剂均分成两份加入。
11.根据权利要求8或9或10所述的一种耐热增强聚丙烯管材的制备方法,其特征在于:还包括将所述步骤④中制得的耐热增强聚丙烯管材在80-100℃下处理24h的步骤。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109467820A (zh) * 2018-11-26 2019-03-15 台州学院 一种短切纤维增强ppr管的制备方法
CN114440012A (zh) * 2021-12-28 2022-05-06 日丰新材有限公司 一种聚丙烯复合管及其制备方法与应用
CN115785582A (zh) * 2022-12-21 2023-03-14 日丰新材有限公司 一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法
CN116653366A (zh) * 2023-04-13 2023-08-29 日丰企业(天津)有限公司 一种耐热增强ppr管材及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613853A (zh) * 2013-11-13 2014-03-05 深圳市科聚新材料有限公司 一种透明玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN104100782A (zh) * 2013-04-09 2014-10-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种玻璃纤维增强聚丙烯双层挤出管材及其制备方法
CN105385030A (zh) * 2015-12-08 2016-03-09 中广核俊尔新材料有限公司 一种高性能短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN105694222A (zh) * 2016-03-22 2016-06-22 日丰企业集团有限公司 低表面粗糙度pp-r管材及其制备方法
CN107286477A (zh) * 2017-06-20 2017-10-24 湖北大洋塑胶有限公司 一种双层pp‑r管材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104100782A (zh) * 2013-04-09 2014-10-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种玻璃纤维增强聚丙烯双层挤出管材及其制备方法
CN103613853A (zh) * 2013-11-13 2014-03-05 深圳市科聚新材料有限公司 一种透明玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN105385030A (zh) * 2015-12-08 2016-03-09 中广核俊尔新材料有限公司 一种高性能短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN105694222A (zh) * 2016-03-22 2016-06-22 日丰企业集团有限公司 低表面粗糙度pp-r管材及其制备方法
CN107286477A (zh) * 2017-06-20 2017-10-24 湖北大洋塑胶有限公司 一种双层pp‑r管材

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109467820A (zh) * 2018-11-26 2019-03-15 台州学院 一种短切纤维增强ppr管的制备方法
CN114440012A (zh) * 2021-12-28 2022-05-06 日丰新材有限公司 一种聚丙烯复合管及其制备方法与应用
CN114440012B (zh) * 2021-12-28 2024-02-02 日丰新材有限公司 一种聚丙烯复合管及其制备方法与应用
CN115785582A (zh) * 2022-12-21 2023-03-14 日丰新材有限公司 一种环保高效的硅烷交联聚丙烯材料及其制备方法
CN116653366A (zh) * 2023-04-13 2023-08-29 日丰企业(天津)有限公司 一种耐热增强ppr管材及其制备方法
CN116653366B (zh) * 2023-04-13 2023-12-29 日丰企业(天津)有限公司 一种耐热增强ppr管材及其制备方法

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