本發(fā)明涉及一種聚丙烯樹脂，尤其涉及一種高強(qiáng)度耐熱無規(guī)共聚聚丙烯樹脂。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)家庭使用的鋁塑管、pvc管和pe管都存在著明顯的缺點(diǎn)。鋁塑管使用壓緊式連接，長時(shí)間后容易漏水。pvc管一般壽命只有15年，而且pvc管和pe管無法用于70℃以上高溫?zé)崴?。目前普通無規(guī)共聚聚丙烯樹脂制成的管材也是使用壽命無法達(dá)到50年，不符合《gb/t18742-2002冷熱水用聚丙烯管道系統(tǒng)》的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度耐熱無規(guī)共聚聚丙烯樹脂。該聚丙烯樹脂具有較高的強(qiáng)度而且耐熱性好，制成的管材管件可以進(jìn)行熱熔焊接，并輸送70℃以上高溫?zé)崴?，能達(dá)到《gb/t18742-2002冷熱水用聚丙烯管道系統(tǒng)》中要求的50年使用壽命。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種高強(qiáng)度耐熱無規(guī)共聚聚丙烯樹脂，其熔體流動(dòng)速率為0.2~0.3g/10min，鍵合乙烯含量為4%～6%，簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度(23℃)≥50kj/m2，熱變形溫度≥60℃，其以聚丙烯樹脂、抗氧劑、吸酸劑和加工助劑為主要原料制備而成，其中，以聚丙烯的量為基準(zhǔn)，所述原料間的質(zhì)量比為：
聚丙烯樹脂﹕抗氧劑=100﹕0.5~1
聚丙烯樹脂﹕吸酸劑=100﹕0.05~0.15
聚丙烯樹脂﹕加工助劑=100﹕0.03~0.1。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述的聚丙烯樹脂由以下方法制備而成：以丙烯為原料加入反應(yīng)釜中，并加入催化劑和助催化劑進(jìn)行第一段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.2~2.4mpa，反應(yīng)溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應(yīng)；然后進(jìn)行第二段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.1~2.3mpa，反應(yīng)溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動(dòng)速率為0.2~0.3g/10min，鍵合乙烯含量為4～6%，重均分子量為60~80萬，分子量分布為4~6的聚丙烯基礎(chǔ)粉料。
本發(fā)明所述的催化劑incatcdi具有第四代催化劑的最高聚合活性。cdi催化劑具有如下屬性：可控形態(tài)學(xué)，超高活性及非常高的選擇性。所生產(chǎn)的樹脂粒度分布窄，催化劑殘余最少，無腐蝕性，色澤極好，氣味少，可控有規(guī)性和高稠度。這種高活性促使反應(yīng)器產(chǎn)量高、工藝簡單化，從而降低了資本投資和操作成本。
本發(fā)明所述的助催化劑：teal、改性劑dibdms。
本發(fā)明所述的抗氧劑為3-（3,5-雙特丁基-4-羥基環(huán)己基）丙酸酯(1010)、三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯(168)和2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)均三甲苯(330)的組合。
本發(fā)明所述的吸酸劑為硬脂酸鈣。
本發(fā)明所述的加工助劑為含氟聚合物，具體有南京特塑科技有限公司的fx3966，3m公司的fx5927、fx5926、fx5922、fx5920、fx5924。
本發(fā)明的高強(qiáng)度耐熱無規(guī)共聚聚丙烯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
(1)聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入第一段反應(yīng)器中，并加入催化劑和助催化劑，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.2~2.4mpa，反應(yīng)溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應(yīng)；然后再經(jīng)過第二段反應(yīng)器，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.1~2.3mpa，反應(yīng)溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動(dòng)速率為0.2~0.3g/10min，鍵合乙烯含量為4～6%，重均分子量為60~80萬，分子量分布為4~6的聚丙烯粉料；
(2)按上述比例往所述聚丙烯基礎(chǔ)粉料中加入抗氧劑、吸酸劑和加工助劑，混合均勻后，擠出造粒，獲得高強(qiáng)度耐熱無規(guī)共聚聚丙烯樹脂材料。
本發(fā)明所述步驟(2)的擠出造粒溫度為210~230℃。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明提供的高強(qiáng)度耐熱無規(guī)共聚聚丙烯樹脂的抗沖擊效果比普通聚丙烯提高20~100%。按本發(fā)明生產(chǎn)的樹脂茂名石化t4401簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度60kj/m2以上，普通聚丙烯樹脂如茂名石化k8003簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度40kj/m2，茂名石化z30s簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度30kj/m2，
(2)本發(fā)明提供的產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到只添加少量色母便可直接注塑管材管件。本發(fā)明無需再添加其他添加劑就能夠得到很好的抗沖耐熱性能。
(3)本發(fā)明提供的產(chǎn)品已通過《gb/t17219-1998生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《gb9693-88食品包裝用聚丙烯樹脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《fda21cfr177.1520食品接觸材料安全檢測》認(rèn)證。
(4)本發(fā)明提供的產(chǎn)品制成的管材管件能夠輸送70℃以上的高溫?zé)崴?，生產(chǎn)的管材管件連接方式為熱熔焊接，長期使用不漏水。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例更加詳細(xì)地闡述本發(fā)明內(nèi)容，但是下述實(shí)施例只是用于對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行闡述，而不是限制，因此在與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
實(shí)施例1
聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入反應(yīng)釜中，并加入催化劑和助催化劑進(jìn)行第一段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.2~2.4mpa，反應(yīng)溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應(yīng)。然后，進(jìn)行第二段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.1~2.3mpa，反應(yīng)溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動(dòng)速率為0.28g/10min，鍵合乙烯含量為4.18%的聚丙烯粉料。
實(shí)施例2
聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入反應(yīng)釜中，并加入催化劑和助催化劑進(jìn)行第一段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.2~2.4mpa，反應(yīng)溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應(yīng)。然后，進(jìn)行第二段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.1~2.3mpa，反應(yīng)溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動(dòng)速率為0.26g/10min，鍵合乙烯含量為4.26%的聚丙烯粉料。
實(shí)施例3
聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入反應(yīng)釜中，并加入催化劑和助催化劑進(jìn)行第一段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.2~2.4mpa，反應(yīng)溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應(yīng)。然后，進(jìn)行第二段反應(yīng)，控制反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為2.1~2.3mpa，反應(yīng)溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動(dòng)速率為0.26g/10min，鍵合乙烯含量為4.28%的聚丙烯粉料。
實(shí)施例1~3中使用的催化劑incatcdi具有第四代催化劑的最高聚合活性。cdi催化劑具有如下屬性：可控形態(tài)學(xué)，超高活性及非常高的選擇性。所生產(chǎn)的樹脂粒度分布窄，催化劑殘余最少，無腐蝕性，色澤極好，氣味少，可控有規(guī)性和高稠度。這種高活性促使反應(yīng)器產(chǎn)量高、工藝簡單化，從而降低了資本投資和操作成本。助催化劑為teal和改性劑dibdms。
催化劑cdi用量為20-30g/t，助催化劑的用量teal為100g-150/t，dibdms為50-150g/t。
實(shí)施例1~3制備的聚丙烯基礎(chǔ)粉料、吸酸劑、加工助劑和抗氧劑分別按以下質(zhì)量比混合均勻后，在210~230℃擠出造粒，分別獲得高強(qiáng)度耐熱無規(guī)共聚聚丙烯樹脂材料實(shí)驗(yàn)例1~3。
聚丙烯樹脂﹕抗氧劑=100﹕0.7
聚丙烯樹脂﹕吸酸劑=100﹕0.1
聚丙烯樹脂﹕加工助劑劑=100﹕0.05。
實(shí)驗(yàn)例1~3的所述的抗氧劑為3-（3,5-雙特丁基-4-羥基環(huán)己基）丙酸酯(1010)、三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯(168)和2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)均三甲苯(330)的組合。吸酸劑為硬脂酸鈣。加工助劑為含氟聚合物，具體有南京特塑科技有限公司的fx3966和3m公司的fx5927、fx5926、fx5922、fx5920、fx5924。
取上述實(shí)驗(yàn)例1~3中的聚丙烯樹脂材料與茂名石化的k8003、ppb-m02d和ppb-mt25-s進(jìn)行性能對比，結(jié)果參見表1。
從表1可以看出，實(shí)驗(yàn)例1~3比對茂名石化的k8003、ppb-m02d和ppb-mt25-s有更好簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度和負(fù)荷變形溫度性能。