一種高抗沖聚丙烯管材專用料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高抗沖聚丙烯管材專用料，其組分包括聚丙烯樹(shù)脂、抗氧劑、鹵素吸收劑、且還加入了經(jīng)化學(xué)方法表面改性后的β晶型成核劑；將聚丙烯樹(shù)脂、表面改性后的β晶型成核劑、抗氧劑、鹵素吸收劑混合均勻，經(jīng)擠出造粒，制得β晶型聚丙烯管材專用料。這種聚丙烯管材專用料的沖擊強(qiáng)度有大幅的提高，特別是低溫抗沖性能，同時(shí)拉伸強(qiáng)度和彎曲模量的保持率較高，很好地達(dá)到了剛性和韌性的綜合平衡。
【專利說(shuō)明】一種高抗沖聚丙烯管材專用料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高抗沖聚丙烯管材專用料。

【背景技術(shù)】
[0002] 自塑料管工業(yè)化以來(lái)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑及生活等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用， 管道領(lǐng)域已逐步實(shí)現(xiàn)塑料化。聚丙烯（PP)作為五大通用塑料之一，在塑料管道中占有重要 地位，因?yàn)镻P質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、室溫下不溶于一般溶劑、耐化學(xué)腐蝕，且無(wú)毒，可回收利用， 無(wú)環(huán)境污染，因此其在新型建筑管道和工業(yè)管道領(lǐng)域獲得了極大的發(fā)展。然而，聚丙烯屬于 準(zhǔn)韌性材料，缺口敏感性大，常溫或低溫下沖擊性能差，耐高溫特性不突出，特別是工作溫 度和工作壓力與其使用壽命直接相關(guān)，這大大限制了其在管材領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0003] 傳統(tǒng)聚丙烯改性技術(shù)中，采用橡膠或彈性體與PP共混，可提高其耐沖擊性能，但 同時(shí)大幅降低了拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，難以達(dá)到強(qiáng)度和韌性的綜合平衡。近來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)可 以通過(guò)控制聚丙烯的晶型來(lái)實(shí)現(xiàn)PP的高性能化。PP的晶體結(jié)構(gòu)以α、β最為常見(jiàn)，與常 見(jiàn)的α晶型ΡΡ相比，β晶型ΡΡ具有優(yōu)異的沖擊性能，并且其它力學(xué)性能與α晶型相比 下降并不明顯，因而β晶型ΡΡ在增韌方面的應(yīng)用越來(lái)越受到重視，也已成為聚丙烯管道領(lǐng) 域發(fā)展的一個(gè)重要方向。目前，添加 β晶型成核劑是公認(rèn)的得到高含量的β晶型聚丙烯 的最有效途徑。β晶型成核劑主要有Υ喹吖啶酮染料、第II a族元素的鹽類或其與二元羧 酸的復(fù)合物、芳香族酰胺化合物、稀土 β成核劑、無(wú)機(jī)酸鹽、無(wú)機(jī)氧化物等。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，將聚丙烯顆粒、β晶型成核劑粉末混合、機(jī)械攪拌，然后熔融結(jié)晶得 到產(chǎn)品。但是在該方法中，對(duì)于一些亞微米尺度或納米尺度的成核劑，由于其具有很高的表 面能，極易團(tuán)聚；同時(shí)其與基體材料的相容性差，導(dǎo)致添加含量相對(duì)較低的β晶型成核劑， 不能均勻分散于基體材料中，所得到的產(chǎn)品存在晶型轉(zhuǎn)變率低，粒度大的問(wèn)題，從而影響聚 丙烯的性能。
[0005] 為最大限度地發(fā)揮β晶型成核劑控制晶型轉(zhuǎn)變的作用，需要針對(duì)β晶型成核劑 的化學(xué)特性，對(duì)成核劑作相應(yīng)的表面改性，以提高成核劑在基體中的分散性及其與基體之 間的相容性，從而達(dá)到更好的成核效果和晶型轉(zhuǎn)變率。此外，表面改性成核劑的難點(diǎn)在于， 經(jīng)改性后，成核劑表面的微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生破壞，而影響其成核效率。目前，專利報(bào)道中較多 關(guān)注于對(duì)填充聚丙烯的填料的表面改性，但對(duì)于β晶型成核劑作表面處理以提高聚丙烯 β晶型轉(zhuǎn)變率的專利報(bào)道，還較為少見(jiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種以改性后的β晶型成核劑作為組分之一的高抗沖聚丙 烯管材專用料，以克服現(xiàn)有共混熔融法存在的成核劑在聚丙烯中團(tuán)聚及分散不均的問(wèn)題， 從而提高了 β晶型成核劑在聚丙烯中的成核效果和β晶型轉(zhuǎn)變率。
[0007] 本發(fā)明所述聚丙烯高抗沖管材專用料包括如下組分：
[0008] 聚丙烯樹(shù)脂： 100份，
[0009] 抗氧劑 0. 2-0. 4 份，
[0010] 鹵素吸收劑 0.1-0. 2份，
[0011] 經(jīng)表面改性后的β晶型成核劑 0.1-0. 2份；
[0012] 上述β晶型成核劑是指2, 6-苯二甲酸環(huán)己酰胺，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚丙烯高抗沖管材專用料，其特征在于組分包括： 聚丙烯樹(shù)脂 100份， 抗氧劑 0. 2-0. 4份， 鹵素吸收劑 0. 1-0. 2份， 經(jīng)表面改性后的β晶型成核劑 0. 1-0. 2份， 所述β晶型成核劑是指2, 6-苯二甲酸環(huán)己酰胺，其結(jié)構(gòu)式如下：
或Ν，Ν' -二環(huán)己基-2, 6-萘二酰胺，其結(jié)構(gòu)式如下：
? 以上份數(shù)均為重量份； 所述表面改性后的β晶型成核劑是指使用偶聯(lián)劑、稀土溶膠或十八烷基三氯硅烷中 的任意一種對(duì)β晶型成核劑進(jìn)行表面改性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯高抗沖管材專用料，其特征在于所述聚丙烯樹(shù)脂為乙 丙共聚聚丙烯；在230°C，2. 16kg砝碼條件下，其熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0. 1?0. 5g/10min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯高抗沖管材專用料，其特征在于所述抗氧劑是抗氧劑 1010和168按重量比1比1的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯高抗沖管材專用料，其特征在于所述鹵素吸收劑是硬 脂酸鈣或硬脂酸鋅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯高抗沖管材專用料，其特征在于對(duì)所述經(jīng)表面改性 后的β晶型成核劑采用如下方法進(jìn)行改性：將β晶型成核劑加入反應(yīng)釜中，再加入無(wú)水 乙醇和偶聯(lián)劑或稀土溶膠，在水浴溫度40-60°C、磁力攪拌條件下，連續(xù)回流5-6小時(shí)后， 過(guò)濾，洗滌，干燥后得到β晶型成核劑；前述偶聯(lián)劑或稀土溶膠的用量為β晶型成核劑的 wt5%-15%;前述無(wú)水乙醇的用量為β晶型成核劑的wtl0%-20%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的β晶型成核劑的表面改性劑，其特征在于所述偶聯(lián)劑是硅烷 偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑或鋁酸鹽類偶聯(lián)劑中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的β晶型成核劑的表面改性劑，其特征在于所述稀土溶膠是氧 化鑭溶膠或氧化銫溶膠。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯高抗沖管材專用料，其特征在于對(duì)所述經(jīng)表面改性后 的β晶型成核劑采用如下方法進(jìn)行改性：將β晶型成核劑加入庚烷中，并磁力攪拌，形成 懸浮液；然后將十八烷基三氯硅烷加入懸浮液中，攪拌至成β晶型核劑在溶液中均勻分散 后，經(jīng)過(guò)濾后再分別用丙酮、酒精洗滌，以除去游離的十八烷基三氯硅烷；最后將β晶型成 核劑真空干燥，得到改性后的β晶型成核劑；前述十八烷基三氯硅烷用量為β晶型成核劑 的wt5%-15% ;庚烷用量為β晶型成核劑質(zhì)量的10-15倍。
【文檔編號(hào)】C08L23/16GK104098846SQ201310112454
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月1日
【發(fā)明者】傅勇, 鮑光復(fù), 徐振明, 姜志榮 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司