CN100560645C - 多功能改性无规聚丙烯管材专用料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能改性无规聚丙烯管材专用料及其制备方法，该专用料由无规共聚聚丙烯、环保阻燃剂、无机填料预分散母料、抗冲击改性剂、抗氧剂、复合抗菌母料和分散剂组成，本发明还公开了多功能改性无规聚丙烯管材专用料在冷热水用建筑管材、饮用水和食品工业管道***、地板采暖及传统供热采暖***、农田的灌溉***中的应用。本发明制备的管材专用料具有阻燃抗菌功能，同时解决了无规共聚聚丙烯收缩大、低温冲击性能差的问题，具有更高的耐热性能和极好的机械性能，并具有优异的热稳定性，具有良好的抗收缩性和低温抗击性。
Description
技术领域
本发明属于塑料材料技术领域，特别涉及一种多功能改性无规聚丙烯管材专用料及该专用料的制备方法和应用。
背景技术
乙烯丙烯无规共聚聚丙烯(PP-R)是聚丙烯的一种，是丙烯和少量乙烯在一定温度、压力和催化剂的作用下共聚得到的。结构上的特点使PP-R具有均聚聚丙烯(PP-H)或嵌段接枝共聚聚丙烯(PP-B)所不具备的性能，近年来在管道应用等方面取得了突飞猛进的发展。在目前主要使用的管道***中，乙烯丙烯无规共聚聚丙烯(PP-R)除具有一般塑料管材质量轻、强度好、耐腐蚀、使用寿命长、安装简单可靠等优点外，还具有安全卫生、耐热保温、耐磨损、可回收再利用、防冻裂等特点。
但是，随着对PP-R研究的日益深入，人们对其性能提出了更高的要求。尽管PP-R有诸多优点，但也有不足：在高温(95℃)时热膨胀系数较大，缺口冲击强度不高，特别是低温时冲击性能等方面还达不到要求。为了改善并提高PP-R的性能，拓宽其应用领域，必须对其进行改性，PP-R的改性方法有聚合法和聚合后改性法(包括共混、填充、成核改性)。
中国专利申请CN 01129106.0公开了一种纳米聚丙烯管材专用料及其制备方法，它是以共聚聚丙烯和有机粘土为主要原料，添加银离子抗菌剂、聚乙烯蜡等润滑分散剂经过混合挤出造粒而成，该专用料具有很高的耐热性能和极好的机械性能，并具有独特的抗菌作用，与北欧华工生产的RA130E的PPR原料相比，在力学性能、维卡软化温度、线膨胀系数、纵向收缩率等方面都具有较明显的优势。上述专利申请技术存在如下缺点：低温缺口冲击性能差，在某些寒冷的使用条件下不能满足要求，而且没有阻燃功能，不适合有阻燃要求的环境中使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的首要目的在于提供一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，通过提高无机混合填料、环保阻燃剂与无规共聚聚丙烯之间的界面相互作用以及填料在基体中的分散均匀性，并适当添加抗冲改性剂，使得到的管材专用料具有阻燃抗菌功能，同时解决了无规共聚聚丙烯收缩大的问题，具有更高的耐热性能和极好的机械性能，并具有优异的热稳定性，特别是其抗收缩性、抗蠕变性和弹性模量等都优于目前生产的管材专用料。
本发明的另一目的在于提供上述多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料的应用。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，其特征在于，所述专用料由无规共聚聚丙烯、环保阻燃剂、无机填料预分散母料、抗冲击改性剂、抗氧剂、复合抗菌母料和分散剂组成，所述专用料的组分按重量份计为：
无规共聚聚丙烯 50～80份
环保阻燃剂 5～15份
无机填料预分散母料 10～25份
抗冲击改性剂 4～10份
抗氧剂 0.1～0.3份
复合抗菌母料 2～4份
分散剂 0.1～3份
所述的复合抗菌母料是由有机抗菌剂和无机抗菌剂复合而成，复合抗菌母料中有机抗菌剂含量为1～30份，无机抗菌剂的含量为1～30份，聚丙烯载体树脂的含量为40～90份，所述有机抗菌剂是指季胺盐类抗菌剂、酚类抗菌剂、有机金属类抗菌剂、吡啶类抗菌剂、咪唑类抗菌剂或噻吩类抗菌剂，所述无机抗菌剂是指纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂、纳米二氧化钛负载银离子抗菌剂、纳米氧化锌负载银离子抗菌剂或纳米二氧化锡负载银离子抗菌剂，
为了更好地实现本发明，所述的无规共聚聚丙烯优选熔体流动速率(MFR)为0.3～0.6g/10min的无规共聚聚丙烯。
所述的环保阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚和三氧化二锑的复配物，按重量份计为：
十溴二苯乙烷(TDE) 30～50份
十溴二苯醚(PBDE) 30～50份
三氧化二锑(Sb2O3) 10～20份
所述的抗冲击改性剂是指聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MA)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MA)、氯化聚丙烯(CPE)或热塑性弹性体(SBS)中的一种或一种以上。
所述的无机填料预分散母料的组分按重量份计为：
碳酸钙 70～85份
滑石粉 5～10份
偶联剂 0.5～3份
大分子相容剂 3～6份
均聚聚丙烯 5～15份
所述的碳酸钙是由纳米碳酸钙和重质碳酸钙组成，所述的偶联剂是指钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、硼酸酯类偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或一种以上。所述的大分子相容剂是指聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MA)或乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MA)中的一种或一种以上，所述的均聚聚丙烯优选熔体流动速率为3～10g/10min的均聚聚丙烯。
特别优选复合抗菌母料EMB-1(20份季胺盐类抗菌剂+20份纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂+60份聚烯烃树脂)、EMB-2(20份咪唑类抗菌剂+20份纳米二氧化钛负载银离子抗菌剂+60份聚烯烃树脂)或EMB-3(20份吡啶类抗菌剂+20份纳米氧化锌负载银离子抗菌剂+60份聚烯烃树脂)，上述均按重量份计。
所述的分散剂是指聚丙烯蜡、有机硅油、硬脂酸或以12-羟基硬脂酸和硬脂酸为原料合成的聚酯型超分散剂中的一种或一种以上。
上述多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将碳酸钙、滑石粉、大分子相容剂、偶联剂和均聚聚丙烯按上述配比配料，在高速混料机中以600～1000r/min速度混合1～3分钟，进行表面活化处理，在双螺杆挤出机中制成无机填料预分散母料。
(2)将无规共聚聚丙烯、环保阻燃剂和抗冲击改性剂按上述配比配料，在高速混料机中以800～1000r/min速度混合2～4分钟。
(3)将步骤(1)和步骤(2)所得物料混合，再加入按上述配比的抗氧剂、复合抗菌母料和分散剂，在高速混料机中以200～500r/min速度混合1～3分钟。
(4)将步骤(3)混合好的物料经双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，即得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料。
本发明的多功能改性无规聚丙烯管材专用料可用于生产冷热水用建筑管材，还可以用于饮用水和食品工业管道***、地板采暖及传统供热采暖***、农田的灌溉***。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明制备的多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料具有阻燃抗菌功能，同时解决了无规共聚聚丙烯收缩大、低温冲击性能差的问题，具有更高的耐热性能和极好的机械性能，并具有优异的热稳定性，特别是其抗收缩性、低温抗击性等都优于目前生产的管材专用料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下述各实施例均按重量份计。
实施例1
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.3g/10min) 50份
环保阻燃剂
(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3) 15份
无机填料预分散母料(HCT-1) 25份
抗冲击改性剂POE-g-MA 10份
抗氧剂1010 0.3份
复合抗菌母料EMB-1 3份
聚酯型超分散剂 1份
多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65纳米)25份、滑石粉(辽宁东辰1250目)10份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)50份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入硅烷类偶联剂(KH-550)0.5份、大分子相容剂PP-g-AA 3份和均聚聚丙烯(熔体流动速率为3g/10min)10份，加毕后，再以1000r/min速度搅拌1分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-1。
(2)将50份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.3g/10min)、15份环保阻燃剂(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3)、10份抗冲击改性剂POE-g-MA上述重量份计配比配料，在高速混料机中以1000r/min速度混合2分钟。
(3)将步骤(1)的25份无机填料预分散母料HCT-1和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的3份复合抗菌母料EMB-1(20份聚(4-乙烯基吡啶季铵盐-丙烯酰胺)抗菌剂+20份纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)及0.3份抗氧剂1010、1，2-羟基硬脂酸和硬脂酸为原料合成的聚酯型超分散剂1份，在高速混料机中以500r/min速度混合1分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-1。PPM-1的性能指标如表2所示。
实施例2
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min) 60份
环保阻燃剂
(30份TDE、30份PBDE和10份Sb2O3) 10份
无机填料预分散母料(HCT-1) 20份
抗冲击改性剂(CPE) 10份
抗氧剂1098 0.2份
复合抗菌母料EMB-1 2份
聚丙烯蜡 1份
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65纳米)25份、滑石粉(辽宁东辰1250目)10份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)50份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入硅烷类偶联剂0.5份、大分子相容剂PP-g-AA 3份和均聚聚丙烯(熔体流动速率为10g/10min)10份，加毕后，再以1000r/min速度搅拌1分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-1。
(2)将60份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min)、10份环保阻燃剂(30份TDE、30份PBDE和10份Sb2O3)、10份抗冲击改性剂CPE上述重量份计配比配料，在高速混料机中以800r/min速度混合4分钟。
(3)将步骤(1)的20份无机填料预分散母料HCT-1和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的2份复合抗菌母料EMB-1(20份聚(4-乙烯基吡啶季铵盐-丙烯酰胺)抗菌剂+20份纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)及0.2份抗氧剂1098、1份聚丙烯蜡，在高速混料机中以200r/min速度混合3分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-2。PPM-2的性能指标如表2所示。
实施例3
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.4g/10min) 70份
环保阻燃剂
(40份TDE、50份PBDE和15份Sb2O3) 5份
无机填料预分散母料(HCT-2) 15份
抗冲击改性剂(POE-g-MA) 10份
抗氧剂(B-215) 0.1份
复合抗菌母料EMB-2 3份
有机硅油 3份
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65纳米)10份、滑石粉(辽宁东辰1250目)5份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)75份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入铝酸酯类偶联剂2份和大分子相容剂PP-g-MA 6份及均聚聚丙烯(熔体流动速率为8g/10min)5份，加毕后，再以600r/min速度搅拌3分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-2。
(2)将70份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.4g/10min)、5份环保阻燃剂(40份TDE、50份PBDE和15份Sb2O3)、10份抗冲击改性剂POE-g-MA上述重量份计配比配料，在高速混料机中以900r/min速度混合3分钟。
(3)将步骤(1)的15份无机填料预分散母料HCT-2和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的3份复合抗菌母料EMB-2(20份苯并咪唑抗菌剂+20份纳米二氧化钛负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)及0.1份抗氧剂(B-215)、3份有机硅油，在高速混料机中以300r/min速度混合2分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-3。PPM-3的性能指标如表2所示。
实施例4
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min) 80份
环保阻燃剂
(50份TDE、40份PBDE和20份Sb2O3) 5份
无机填料预分散母料(HCT-2) 10份
抗冲击改性剂(SBS) 5份
抗氧剂1010 0.3份
复合抗菌母料EMB-3 4份
聚酯型超分散剂 1份
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65内米)10份、滑石粉(辽宁东辰1250目)5份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)75份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入铝酸酯类偶联剂2份和大分子相容剂PP-g-MA 6份及均聚聚丙烯(熔体流动速率为3g/10min)5份，加毕后，再以600r/min速度搅拌3分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-2。
(2)将80份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min)、5份环保阻燃剂(50份TDE、40份PBDE和20份Sb2O3)、5份抗冲击改性剂SBS上述重量份计配比配料，在高速混料机中以800r/min速度混合4分钟。
(3)将步骤(1)的10份无机填料预分散母料HCT-2和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的4份复合抗菌母料EMB-3(20份氯化吡啶苄基铵抗菌剂+20份纳米氧化锌负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)、0.3份抗氧剂1010和聚酯型超分散剂1份，在高速混料机中以200r/min速度混合3分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-4。PPM-4的性能指标如表2所示。
实施例5
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.3g/10min) 50份
环保阻燃剂
(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3) 15份
无机填料预分散母料(HCT-3) 25份
抗冲击改性剂(PP-g-MA) 10份
抗氧剂(0.15份1010+0.15份168) 0.3份
复合抗菌母料EMB-3 3份
聚丙烯蜡 0.1份
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65纳米)10份、滑石粉(辽宁东辰1250目)10份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)60份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入钛酸酯类偶联剂3份和大分子相容剂EVA-g-MA 3份及均聚聚丙烯(熔体流动速率为10g/10min)15份，加毕后，再以800r/min速度搅拌2分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-3。
(2)将50份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.3g/10min)、15份环保阻燃剂(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3)、10份抗冲击改性剂PP-g-MA上述重量份计配比配料，在高速混料机中以1000r/min速度混合2分钟。
(3)将步骤(1)的25份无机填料预分散母料HCT-3和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的3份复合抗菌母料EMB-3(20份氯化吡啶苄基铵抗菌剂+20份纳米氧化锌负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)、0.3份抗氧剂(0.15份1010+0.15份168)和聚丙烯蜡0.1份，在高速混料机中以500r/min速度混合1分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-5。PPM-5的性能指标如表3所示。
实施例6
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.4g/10min) 60份
环保阻燃剂
(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3) 15份
无机填料预分散母料(HCT-3) 25份
抗冲击改性剂(PP-g-MA) 4份
抗氧剂(1098) 0.3份
复合抗菌母料EMB-1 3份
硬脂酸 1份
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65纳米)10份、滑石粉(辽宁东辰1250目)10份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)60份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入钛酸酯类偶联剂3份和大分子相容剂EVA-g-MA 3份及均聚聚丙烯(熔体流动速率为5g/10min)15份，加毕后，再以800r/min速度搅拌2分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-3。
(2)将60份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.4g/10min)、15份环保阻燃剂(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3)、4份抗冲击改性剂PP-g-MA上述重量份计配比配料，在高速混料机中以900r/min速度混合3分钟。
(3)将步骤(1)的25份无机填料预分散母料HCT-3和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的3份复合抗菌母料EMB-1(20份聚(4-乙烯基吡啶季铵盐-丙烯酰胺)抗菌剂+20份纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)及0.3份抗氧剂(1098)、硬脂酸1份，在高速混料机中以500r/min速度混合1分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-6。PPM-6的性能指标如表3所示。
实施例7
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min) 65份
环保阻燃剂
(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3) 15份
无机填料预分散母料(HCT-4) 25份
抗冲击改性剂(CPE) 10份
抗氧剂(B-215) 0.3份
复合抗菌母料EMB-2 3份
硬脂酸 1份
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65纳米)15份、滑石粉(辽宁东辰1250目)5份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)65份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入硅烷类偶联剂3份、大分子相容剂PP-g-MA 6份和均聚聚丙烯(熔体流动速率为3g/10min)10份，加毕后，再以1000r/min速度搅拌1分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-4。
(2)将65份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min)、15份环保阻燃剂(50份TDE、30份PBDE、20份Sb2O3)、10份抗冲击改性剂CPE上述重量份计配比配料，在高速混料机中以800r/min速度混合4分钟。
(3)将步骤(1)的25份无机填料预分散母料HCT-4和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的3份复合抗菌母料EMB-2(20份苯并咪唑抗菌剂+20份纳米二氧化钛负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)及0.3份抗氧剂(B-215)、硬脂酸1份，在高速混料机中以400r/min速度混合2分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-7。PPM-7的性能指标如表3所示。
实施例8
无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min) 60份
环保阻燃剂
(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3) 15份
无机填料预分散母料(HCT-4) 25份
抗冲击改性剂POE-g-MA 10份
抗氧剂(1010) 0.3份
复合抗菌母料EMB-1 3份
聚丙烯蜡 1份
(1)在200L的高速混合机中，按表1配方配比，将纳米碳酸钙(粒径为30～65纳米)15份、滑石粉(辽宁东辰1250目)5份和重质碳酸钙(粒径为6～10微米)65份，以400r/min速度搅拌，然后依顺序加入硅烷类偶联剂3份、大分子相容剂PP-g-MA 6份和均聚聚丙烯(熔体流动速率为10g/10min)10份，加毕后，再以1000r/min速度搅拌1分钟得到混合物。将上述混合物加入到双螺杆挤出机的喂料斗中，用长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机中挤出、切粒，双螺杆挤出机的主机转速是250转/分，喂料速度30转/分，挤出机各段的温度依次为150℃、195℃、195℃、195℃、195℃、190℃、190℃、185℃、180℃、180℃，最后干燥即得到无机填料预分散母料HCT-4。
(2)将60份无规共聚聚丙烯(MFR＝0.6g/10min)、15份环保阻燃剂(50份TDE、30份PBDE和20份Sb2O3)、10份抗冲击改性剂POE-g-MA上述重量份计配比配料，在高速混料机中以1000r/min速度混合2分钟。
(3)将步骤(1)的25份无机填料预分散母料HCT-4和步骤(2)所得物料混合，再加入上述重量份计配比的3份复合抗菌母料EMB-1(20份聚(4-乙烯基吡啶季铵盐-丙烯酰胺)抗菌剂+20份纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂+60份聚丙烯树脂)及0.3份抗氧剂1010、聚丙烯蜡1份，在高速混料机中以500r/min速度混合1分钟。
(4)将混合好的物料经长径比为40∶1、螺杆直径为75mm的双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料PPM-8。PPM-8的性能指标如表3所示。
上述各实施例的多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料与韩国晓星R200P管材专用料的技术性能对比见表2、表3。
表1
| 无机填料预分散母料 | HCT-1 | HCT-2 | HCT-3 | HCT-4 |
| 纳米碳酸钙(重量份) | 25 | 10 | 10 | 15 |
| 重质碳酸钙(重量份) | 50 | 75 | 60 | 65 |
| 滑石粉(重量份) | 10 | 5 | 10 | 5 |
| 硅烷类偶联剂(重量份) | 0.5 | 3 | ||
| 铝酸酯类偶联剂(重量份) | 2 | |||
| 钛酸酯类偶联剂(重量份) | 3 | |||
| PP-g-AA(重量份) | 3 | |||
| PP-g-MA(重量份) | 6 | 6 | ||
| EVA-g-MA(重量份) | 3 | |||
| 均聚聚丙烯(重量份) | 10 | 5 | 15 | 10 |
表2
表3
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，其特征在于：所述专用料由无规共聚聚丙烯、环保阻燃剂、无机填料预分散母料、抗冲击改性剂、抗氧
剂、复合抗菌母料和分散剂组成，所述专用料的组分按重量份计为：
无规共聚聚丙烯 50～80份
环保阻燃剂 5～15份
无机填料预分散母料 10～25份
抗冲击改性剂 4～10份
抗氧剂 0.1～0.3份
复合抗菌母料 2～4份
分散剂 0.1～3份；
所述的复合抗菌母料中按重量份计为有机抗菌剂为1～30份、无机抗菌剂为1～30份和聚丙烯载体树脂为40～90份；所述有机抗菌剂是指季胺盐类抗菌剂、酚类抗菌剂、有机金属类抗菌剂、吡啶类抗菌剂、咪唑类抗菌剂或噻吩类抗菌剂，所述无机抗菌剂是指纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂、纳米二氧化钛负载银离子抗菌剂、纳米氧化锌负载银离子抗菌剂或纳米二氧化锡负载银离子抗菌剂；
所述的环保阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚和三氧化二锑的复配物，按重量份计为：
十溴二苯乙烷 30～50份
十溴二苯醚 30～50份
三氧化二锑 10～20份；
所述的无机填料预分散母料的组分按重量份计为：
碳酸钙 70～85份
滑石粉 5～10份
偶联剂 0.5～3份
大分子相容剂 3～6份
均聚聚丙烯 5～15份。
2、根据权利要求1所述的一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，其特征在于：所述的无规共聚聚丙烯是熔体流动速率为0.3～0.6g/10min的无规共聚聚丙烯。
3、根据权利要求1所述的一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，其特征在于：所述的抗冲击改性剂是指聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、氯化聚丙烯或热塑性弹性体中的一种或一种以上。
4、根据权利要求1所述的一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，其特征在于：所述的碳酸钙是由纳米碳酸钙和重质碳酸钙组成，所述的偶联剂是指钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、硼酸酯类偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或一种以上；所述的大分子相容剂是指聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝马来酸酐或乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐中的一种或一种以上，所述的均聚聚丙烯是熔体流动速率为3～10g/10min的均聚聚丙烯。
5、根据权利要求1所述的一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，其特征在于：所述的复合抗菌母料为20份季胺盐类抗菌剂+20份纳米二氧化硅负载银离子抗菌剂+60份聚烯烃树脂、20份咪唑类抗菌剂+20份纳米二氧化钛负载银离子抗菌剂+60份聚烯烃树脂或20份吡啶类抗菌剂+20份纳米氧化锌负载银离子抗菌剂+60份聚烯烃树脂，上述均按重量份计。
6、根据权利要求1所述的一种多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料，其特征在于：所述的分散剂是指聚丙烯蜡、有机硅油、硬脂酸或聚酯型超分散剂中的一种或一种以上。
7、权利要求1所述的多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将碳酸钙、滑石粉、大分子相容剂、偶联剂和均聚聚丙烯按上述配比配料，在高速混料机中以600～1000r/min速度混合1～3分钟，进行表面活化处理，在双螺杆挤出机中制成无机填料预分散母料；
(2)将无规共聚聚丙烯、环保阻燃剂和抗冲击改性剂按上述配比配料，在高速混料机中以800～1000r/min速度混合2～4分钟；
(3)将步骤(1)和步骤(2)所得物料混合，再加入按上述配比的抗氧剂、复合抗菌母料和分散剂，在高速混料机中以200～500r/min速度混合1～3分钟；
(4)将步骤(3)混合好的物料经双螺杆挤出机熔融挤出造粒、干燥和真空包装，即得到多功能改性无规共聚聚丙烯管材专用料。
8、权利要求1所述的多功能改性无规聚丙烯管材专用料在冷热水用建筑管材、饮用水和食品工业管道***、地板采暖及传统供热采暖***、农田的灌溉***中的应用。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Special-purpose multifunctional modified random polypropylene material for pipe and its preparing process and application Effective date of registration: 20110622 Granted publication date: 20091118 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Guangzhou Tianhe branch Pledgor: Guangzhou Honsea Chemistry Co., Ltd. Registration number: 2011990000233 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20130719 Granted publication date: 20091118 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Guangzhou Tianhe branch Pledgor: Guangzhou Honsea Chemistry Co., Ltd. Registration number: 2011990000233 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091118 Termination date: 20160904 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |