一种石塑聚丙烯管材及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石塑聚丙烯管材及其制备方法，所述管材包括以下重量份的组分：管材级聚丙烯树脂80‑120份、碳酸钙17‑41份、硅烷偶联剂8‑15份、分散剂17‑19份、抗氧剂11‑15份、增韧剂15‑18份、热稳定剂4‑7份、水90‑100份。本发明的石塑聚丙烯管材在抗磨损及耐腐蚀性能方面明显提升，具有很强的实用性；同时添加了抗氧剂和热稳定剂等助剂，可以改善抗菌阻燃聚丙烯材料的加工性能，提高了其耐热性和抗老化性，能够有效延长管材使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及塑料管材技术领域，尤其涉及一种石塑聚丙烯管材及其制备方法。

背景技术

聚丙烯因良好的力学性能、化学性能和加工性能成为塑料品种中用量最大的材料之一。聚丙烯管材在建筑等工程领域应用也占有很大比例。然而，普通的聚丙烯管材由于长期运输各种工业液体，液体往往具有腐蚀性且温度变化很大，对聚丙烯管材的影响很大，这就迫切要求聚丙烯管材具有更好的力学性能、抗磨损和耐化学腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种石塑聚丙烯管材及其制备方法，该石塑聚丙烯管材在抗磨损及耐腐蚀性能方面明显提升，具有很强的实用性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明第一方面提供一种石塑聚丙烯管材，所述管材包括以下重量份的组分：管材级聚丙烯树脂80-120份、碳酸钙17-41份、硅烷偶联剂8-15份、分散剂17-19份、抗氧剂11-15份、增韧剂15-18份、热稳定剂4-7份、水90-100份。

优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷和γ-巯丙基-三甲氧基硅烷中的一种或几种。

优选地，所述分散剂为石蜡、聚丙烯蜡和脂肪酸分散剂中的一种或几种。

优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂1010、酚类抗氧剂1076、酚类抗氧剂168和胺类抗氧剂1098中的一种或几种。

优选地，所述增韧剂为纳米二氧化钛、ABS树脂和聚乙烯醇中的一种或几种。

优选地，所述热稳定剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。

本发明第二方面提供所述石塑聚丙烯管材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份数分别称取一定量的所述管材级聚丙烯树脂、碳酸钙、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧剂、增韧剂、热稳定剂和水，经高速混合机均匀混合30-45min，超声45-60min后进行球磨，即得混合物料；

S2、将经步骤S1制得的所述混合物料加入双螺杆挤出机中进行共混造粒，将造粒好的颗粒通过单螺旋杆挤出机挤出成型，即得所述石塑聚丙烯管材。

优选地，S1中，所述球磨的转速为580-600rpm，球磨时间为20-24h。

优选地，S2中，所述双螺杆挤出机的加工温度为150-185℃。

优选地，S2中，所述单螺旋杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为350-480r/min。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的石塑聚丙烯管材在抗磨损及耐腐蚀性能方面明显提升，具有很强的实用性；同时添加了抗氧剂和热稳定剂等助剂，可以改善抗菌阻燃聚丙烯材料的加工性能，提高了其耐热性和抗老化性，能够有效延长管材使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供一种石塑聚丙烯管材，所述管材包括以下重量份的组分：管材级聚丙烯树脂80-120份、碳酸钙17-41份、硅烷偶联剂8-15份、分散剂17-19份、抗氧剂11-15份、增韧剂15-18份、热稳定剂4-7份、水90-100份。

作为一个优选实施例，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷和γ-巯丙基-三甲氧基硅烷中的一种或几种。

作为一个优选实施例，所述分散剂为石蜡、聚丙烯蜡和脂肪酸分散剂中的一种或几种。

作为一个优选实施例，所述抗氧剂为酚类抗氧剂1010、酚类抗氧剂1076、酚类抗氧剂168和胺类抗氧剂1098中的一种或几种。

作为一个优选实施例，所述增韧剂为纳米二氧化钛、ABS树脂和聚乙烯醇中的一种或几种。

作为一个优选实施例，所述热稳定剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。

上述石塑聚丙烯管材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份数分别称取一定量的所述管材级聚丙烯树脂、碳酸钙、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧剂、增韧剂、热稳定剂和水，经高速混合机均匀混合30-45min，超声45-60min后进行球磨，即得混合物料；

S2、将经步骤S1制得的所述混合物料加入双螺杆挤出机中进行共混造粒，将造粒好的颗粒通过单螺旋杆挤出机挤出成型，即得所述石塑聚丙烯管材。

作为一个优选实施例，S1中，所述球磨的转速为580-600rpm，球磨时间为20-24h。

作为一个优选实施例，S2中，所述双螺杆挤出机的加工温度为150-185℃。

作为一个优选实施例，S2中，所述单螺旋杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为350-480r/min。

实施例1

一种石塑聚丙烯管材，所述管材包括以下重量份的组分：管材级聚丙烯树脂80份、碳酸钙17份、γ-氨丙基-三甲氧基硅烷8份、石蜡17份、酚类抗氧剂101011份、纳米二氧化钛15份、硬脂酸锌4份、水90份。

上述石塑聚丙烯管材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份数分别称取一定量的所述管材级聚丙烯树脂、碳酸钙、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧剂、增韧剂、热稳定剂和水，经高速混合机均匀混合30min，超声45min后进行球磨，所述球磨的转速为580rpm，球磨时间为20h，即得混合物料；

S2、将经步骤S1制得的所述混合物料加入双螺杆挤出机中进行共混造粒，所述双螺杆挤出机的加工温度为150℃；将造粒好的颗粒通过单螺旋杆挤出机挤出成型，所述单螺旋杆挤出机的挤出温度为180℃，螺杆转速为350r/min，即得所述石塑聚丙烯管材。

实施例2

一种石塑聚丙烯管材，所述管材包括以下重量份的组分：管材级聚丙烯树脂100份、碳酸钙30份、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷12份、聚丙烯蜡18份、酚类抗氧剂107613份、ABS树脂17份、硬脂酸钙6份、水95份。

上述石塑聚丙烯管材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份数分别称取一定量的所述管材级聚丙烯树脂、碳酸钙、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧剂、增韧剂、热稳定剂和水，经高速混合机均匀混合40min，超声50min后进行球磨，所述球磨的转速为590rpm，球磨时间为22h，即得混合物料；

S2、将经步骤S1制得的所述混合物料加入双螺杆挤出机中进行共混造粒，所述双螺杆挤出机的加工温度为175℃；将造粒好的颗粒通过单螺旋杆挤出机挤出成型，所述单螺旋杆挤出机的挤出温度为195℃，螺杆转速为420r/min，即得所述石塑聚丙烯管材。

实施例3

一种石塑聚丙烯管材，所述管材包括以下重量份的组分：管材级聚丙烯树脂120份、碳酸钙41份、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷15份、聚丙烯蜡19份、胺类抗氧剂109815份、纳米二氧化钛18份、硬脂酸锌7份、水100份。

上述石塑聚丙烯管材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份数分别称取一定量的所述管材级聚丙烯树脂、碳酸钙、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧剂、增韧剂、热稳定剂和水，经高速混合机均匀混合45min，超声60min后进行球磨，所述球磨的转速为600rpm，球磨时间为24h，即得混合物料；

S2、将经步骤S1制得的所述混合物料加入双螺杆挤出机中进行共混造粒，所述双螺杆挤出机的加工温度为185℃；将造粒好的颗粒通过单螺旋杆挤出机挤出成型，所述单螺旋杆挤出机的挤出温度为210℃，螺杆转速为480r/min，即得所述石塑聚丙烯管材。

应用例

对实施例1-3制得的石塑聚丙烯管材的物理性能进行测试。其测试结果如表1所示：

表1

由表1中数据可知，本发明的石塑聚丙烯管材具有较强的抗冲击强度；同时阻燃性能优良，可达到UL94V-0级别，耐老化性能优良，能够长期使用，绝缘性能好，不易受热变形。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。