本發(fā)明涉及塑膠材料領域，具體涉及一種耐低溫PP軟管及其制備方法。

背景技術：

聚丙烯(PP-R)管材的應用于20世紀80年代末，聚丙烯管不僅具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、不生銹、易著色、損耗小等金屬管材所無法比擬的優(yōu)點，而且與其他塑料管材相比，在環(huán)保、耐高溫高壓、可回收利用性、加工工藝過程的復雜程度等方面也具有很大的優(yōu)勢，作為環(huán)保型的輸水管道材料，逐漸成為當前的投資熱點，廣泛應用于建筑冷熱水、純凈水供應，以及供暖和一般工業(yè)流體管道，已成為目前推廣速度最快、發(fā)展前景較好的一種新型管材。但是由于PP-R自身結構上的原因，在安裝施工過程中存在熱膨脹系數(shù)過大，當在實際溫差較大的時候，PP-R就會因膨脹或者收縮過大而出現(xiàn)扭曲變形、剛性差等問題，使得這類管道在安裝的過程十分復雜，同時導致其低溫脆性差，沖擊強度低這類因素，常常會在運輸過程中受到?jīng)_擊而破裂，從而制約了聚丙烯管在寒冷地區(qū)的發(fā)展和推廣。

技術實現(xiàn)要素：

要解決的技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種耐低溫PP軟管，改進PP-R管熱膨脹系數(shù)大，低溫脆性差，不耐沖擊的缺點。

技術方案：一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：

（1）首先將蛭石粉碎過150-220目篩，將蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨均勻混合加入至3倍重量份去離子水中，室溫下球磨機中以400-620r/min 的轉速研磨20-35min，用去離子水洗滌至濾液中不含Br^-，抽濾后在95℃下真空干燥至恒重，再粉碎、過篩，制得改性蛭石粉；

（2）按重量份稱取以下成分：聚丙烯95-115份、納米蒙脫土20-30份、硬脂酸鋅0.1-0.6份、石蠟0.5-1.6份、抗氧劑1010為0.2-0.4份、抗氧劑168為0.1-0.3份、改性蛭石粉15-30份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2-6份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物5-15份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯0.8-2.5份；

（3）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯分別干燥后，在高速混合機中預混合3-6min；

（4）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為170-195℃，二區(qū)為185-210℃，三區(qū)為195-220℃，四區(qū)為200-220℃，五區(qū)為200-220℃，機頭為195-200℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

進一步的，所述的一種耐低溫PP軟管的制備方法，所述步驟（1）中蛭石粉的細度為180目，球磨機轉速為450-550r/min，研磨時間為30min。

進一步的，所述的一種耐低溫PP軟管的制備方法，所述步驟（1）中蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨質(zhì)量比為6:1-10:1。

進一步的，所述的一種耐低溫PP軟管的制備方法，所述步驟（2）中聚丙烯100-110份、納米蒙脫土22-26份、硬脂酸鋅0.3-0.5份、石蠟0.8-1.4份、抗氧劑1010為0.3-0.4份、抗氧劑168為0.1-0.2份、改性蛭石粉20-26份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物3-5份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物7-12份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯1.4-2份。

進一步的，所述的一種耐低溫PP軟管的制備方法，所述步驟（3）中預混時間為4min。

進一步的，所述的一種耐低溫PP軟管的制備方法，所述步驟（4）中雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為180℃，二區(qū)為190℃，三區(qū)為200℃，四區(qū)為210℃，五區(qū)為210℃，機頭為195℃。

上述一種耐低溫PP軟管，所述的耐低溫PP軟管是由上述任一項所述的方法制備而成的。

有益效果：本發(fā)明的耐低溫PP軟管在原料中加入改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯具有很好的協(xié)同作用，能夠較大幅度地降低材料的線性熱膨脹系數(shù)，可以滿足工程使用要求。實驗優(yōu)選實施例5配方所制軟管，熱膨脹系數(shù)可以達到0.42×10^-4 K^-1，低溫無缺口沖擊強度高達66.54 kJ·m^-2。

具體實施方式

實施例1

一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：（1）首先將蛭石粉碎過150目篩，將蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨均勻混合加入至3倍重量份去離子水中，室溫下球磨機中以400r/min 的轉速研磨35min，用去離子水洗滌至濾液中不含Br^-，抽濾后在95℃下真空干燥至恒重，再粉碎、過篩，制得改性蛭石粉；（2）按重量份稱取以下成分：聚丙烯95份、納米蒙脫土20份、硬脂酸鋅0.1份、石蠟1.6份、抗氧劑1010為0.4份、抗氧劑168為0.1份、改性蛭石粉15份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物15份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯0.8份；（3）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯分別干燥后，在高速混合機中預混合3min；（4）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為170℃，二區(qū)為185℃，三區(qū)為195℃，四區(qū)為200℃，五區(qū)為200℃，機頭為195℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

實施例2

一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：（1）首先將蛭石粉碎過220目篩，將蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨均勻混合加入至3倍重量份去離子水中，室溫下球磨機中以620r/min 的轉速研磨20min，用去離子水洗滌至濾液中不含Br^-，抽濾后在95℃下真空干燥至恒重，再粉碎、過篩，制得改性蛭石粉；（2）按重量份稱取以下成分：聚丙烯115份、納米蒙脫土30份、硬脂酸鋅0.6份、石蠟0.5份、抗氧劑1010為0.2份、抗氧劑168為0.3份、改性蛭石粉30份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物6份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物5份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯2.5份；（3）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯分別干燥后，在高速混合機中預混合6min；（4）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為195℃，二區(qū)為210℃，三區(qū)為220℃，四區(qū)為220℃，五區(qū)為220℃，機頭為200℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

實施例3

一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：（1）首先將蛭石粉碎過180目篩，將蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨均勻混合加入至3倍重量份去離子水中，室溫下球磨機中以450r/min 的轉速研磨30min，用去離子水洗滌至濾液中不含Br^-，抽濾后在95℃下真空干燥至恒重，再粉碎、過篩，制得改性蛭石粉；（2）按重量份稱取以下成分：聚丙烯100份、納米蒙脫土22份、硬脂酸鋅0.3份、石蠟1.4份、抗氧劑1010為0.3份、抗氧劑168為0.2份、改性蛭石粉20份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物3份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物12份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯1.4份；（3）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯分別干燥后，在高速混合機中預混合4min；（4）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為180℃，二區(qū)為190℃，三區(qū)為200℃，四區(qū)為210℃，五區(qū)為210℃，機頭為195℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

實施例4

一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：（1）首先將蛭石粉碎過180目篩，將蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨均勻混合加入至3倍重量份去離子水中，室溫下球磨機中以550r/min 的轉速研磨30min，用去離子水洗滌至濾液中不含Br^-，抽濾后在95℃下真空干燥至恒重，再粉碎、過篩，制得改性蛭石粉；（2）按重量份稱取以下成分：聚丙烯110份、納米蒙脫26份、硬脂酸鋅0.5份、石蠟0.8份、抗氧劑1010為0.4份、抗氧劑168為0.1份、改性蛭石粉26份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物5份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物7份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯2份；（3）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯分別干燥后，在高速混合機中預混合4min；（4）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為180℃，二區(qū)為190℃，三區(qū)為200℃，四區(qū)為210℃，五區(qū)為210℃，機頭為195℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

實施例5

一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：（1）首先將蛭石粉碎過180目篩，將蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨均勻混合加入至3倍重量份去離子水中，室溫下球磨機中以500r/min 的轉速研磨30min，用去離子水洗滌至濾液中不含Br^-，抽濾后在95℃下真空干燥至恒重，再粉碎、過篩，制得改性蛭石粉；（2）按重量份稱取以下成分：聚丙烯105份、納米蒙脫土24份、硬脂酸鋅0.4份、石蠟1.2份、抗氧劑1010為0.35份、抗氧劑168為0.15份、改性蛭石粉23份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物4份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物10份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯1.7份；（3）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯分別干燥后，在高速混合機中預混合4min；（4）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為180℃，二區(qū)為190℃，三區(qū)為200℃，四區(qū)為210℃，五區(qū)為210℃，機頭為195℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

對比例1

一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：（1）按重量份稱取以下成分：聚丙烯95份、納米蒙脫土20份、硬脂酸鋅0.1份、石蠟1.6份、抗氧劑1010為0.4份、抗氧劑168為0.1份、蛭石粉15份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2份、茂金屬乙烯-辛烯共聚物15份、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯0.8份；（2）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯分別干燥后，在高速混合機中預混合3min；（3）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為170℃，二區(qū)為185℃，三區(qū)為195℃，四區(qū)為200℃，五區(qū)為200℃，機頭為195℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

對比例2

一種耐低溫PP軟管的制備方法，包括以下步驟：（1）首先將蛭石粉碎過220目篩，將蛭石粉與十六烷基三甲基溴化銨均勻混合加入至3倍重量份去離子水中，室溫下球磨機中以620r/min 的轉速研磨20min，用去離子水洗滌至濾液中不含Br^-，抽濾后在95℃下真空干燥至恒重，再粉碎、過篩，制得改性蛭石粉；（2）按重量份稱取以下成分：聚丙烯115份、納米蒙脫土30份、硬脂酸鋅0.6份、石蠟0.5份、抗氧劑1010為0.2份、抗氧劑168為0.3份、改性蛭石粉30份；（3）將聚丙烯、納米蒙脫土、硬脂酸鋅、石蠟、抗氧劑1010、抗氧劑168、改性蛭石粉分別干燥后，在高速混合機中預混合6min；（4）將預混合的物料用擠出機熔融共混擠出造粒，雙螺桿各段擠出溫度為一區(qū)為195℃，二區(qū)為210℃，三區(qū)為220℃，四區(qū)為220℃，五區(qū)為220℃，機頭為200℃，再將擠出的復合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機注射成型。

本發(fā)明材料的各項性能指標見下表，我們可以看到本耐低溫PP軟管在原料中加入改性蛭石粉、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、茂金屬乙烯-辛烯共聚物、異佛爾酮二異氰酸酯改性環(huán)氧丙烯酸酯具有很好的協(xié)同作用，能夠較大幅度地降低材料的線性熱膨脹系數(shù)，可以滿足工程使用要求。實驗優(yōu)選實施例5配方所制軟管，熱膨脹系數(shù)可以達到0.42×10^-4 K^-1，低溫無缺口沖擊強度高達66.54 kJ·m^-2。

表1 耐低溫PP軟管的各項性能指標