一種玻璃纖維增強(qiáng)pp-rct材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及建筑管材技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PP-RCT是具有高耐熱、耐壓、韌性等特性的帶有β結(jié)晶結(jié)構(gòu)的ΡΡ無規(guī)共聚聚丙烯，即四型聚丙烯。其中C為六方β晶，Τ為被賦予高耐熱耐壓與高韌性的特殊屬性。德國于2007年5月頒布了 DIN8077 PP-RCT ( β -PP-R)管材生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。利用PP-RCT材料制成的管材因改變了晶體結(jié)構(gòu)，從而提高了管材的高溫抗蠕變、抗氧化和抗慢速開裂等長期性能。與PP-R管相比，同樣規(guī)格的PP-RCT管材在一定條件下提升一個壓力等級使用。但是PP-RCT管道作為立管時強(qiáng)度略顯不足，而且通過常規(guī)的方法添加玻璃纖維不僅不能提高PP-RCT管道的強(qiáng)度，反而由于玻璃纖維對β晶型成核的消極影響，使得PP-RCT管材性能降低。
[0003]建筑立管的使用年限為50年，通常需要添加抗氧劑。普通的抗氧體系，如抗1010、抗168、DSTP協(xié)同體系對普通的非填充或非增強(qiáng)聚丙烯材料非常有效，但對填充或增強(qiáng)聚丙烯材料的效果就不是很理想。玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料在這一問題上顯得尤為突出。這是因?yàn)?，一方面玻璃纖維所含有的一些組分以及對玻璃纖維進(jìn)行表面處理時所使用的一些處理劑組分通常會加速聚丙烯材料的老化；另一方面在玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料的制備過程中，通常需要加入一定量的、能夠促使玻璃纖維與聚丙烯樹脂形成良好界面粘接效果的增強(qiáng)劑，如某些有機(jī)酸或酸酐接枝功能化聚丙烯，這些功能接枝化的相容劑對添加的普通抗氧體系有很大的沖突作用，減弱了抗氧劑在聚丙烯材料中的抗老化作用。另外，普通抗氧體系具有一定的水溶性，在水解過程中抗氧劑會不斷析出，材料中殘存的抗氧劑越來越少，從而使得材料的抗氧能力不斷下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料及其制備方法，所述玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料具有良好力學(xué)性能，優(yōu)異長期耐高溫和高抗氧化性能。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料，包括以下重量配比的組分:
無規(guī)共聚聚丙烯40~90份；相容劑1~30份；玻璃纖維10~30份；抗氧劑0~7.0份；光穩(wěn)定劑0~2.0份；復(fù)配β晶型成核劑0.2-0.6份。
[0006]進(jìn)一步地，包括以下重量配比的組分:
無規(guī)共聚聚丙烯60~80份；相容劑10~20份；玻璃纖維15~20份；抗氧劑0.7-4.0份；光穩(wěn)定劑0.1-1.0份；復(fù)配β晶型成核劑0.2-0.4份。
[0007]進(jìn)一步地，所述無規(guī)共聚聚丙烯為在230°C、2.16KG測試條件下的熔融指數(shù)為2~10g/10min的無規(guī)共聚聚丙稀。
[0008]進(jìn)一步地，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚丙稀。
[0009]進(jìn)一步地，所述的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或任意組合，其中所述受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑均為相應(yīng)類抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的一種或多種的混合物；所述受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的重量配比為:受阻酚類抗氧劑0~2.0份、硫代酯類抗氧劑0~3.0份和亞磷酸酯類抗氧劑0~2.0份。
[0010]進(jìn)一步地，所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑、水楊酸酯類光穩(wěn)定劑和二甲苯酮類光穩(wěn)定劑中的一種或多種的混合物。
[0011]進(jìn)一步地，所述的復(fù)配β晶型成核劑包括羧酸稀土鹽成核劑、四氫苯酐羧酸鹽成核劑、芳酰胺類成核劑、聚合物類成核劑和有機(jī)金屬鹽類成核劑的其中兩種以上的混合物。
[0012]本發(fā)明還提供了一種上述玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料的制備方法，包括:
1)按重量份稱取無規(guī)共聚聚丙烯、相容劑、玻璃纖維、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和復(fù)配β晶型成核劑原料，備用；
2)將所述重量份的無規(guī)共聚聚丙烯、相容劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和復(fù)配β晶型成核劑原料充分混合；
3)在混合好的物料中加入玻璃纖維，然后熔融共混擠出，得到所述玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT 材料。
[0013]進(jìn)一步地，
所述步驟2)中，利用高混機(jī)對無規(guī)共聚聚丙烯、相容劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和復(fù)配β晶型成核劑原料進(jìn)行混合操作，混合時間為3-5分鐘。
[0014]進(jìn)一步地，
所述步驟3)中，利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混擠出操作，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑20~65mm，螺桿的長徑比為40:1，混合熔融溫度設(shè)定為:第一段160~180°C，第二段180~190°C，第三段 190~200°C，第四段 200~210°C，第五段 210~220°C，熔體溫度 205~215°C，機(jī)頭溫度195~205°C。
[0015]利用本發(fā)明的制備方法制備的本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料具有如下有益效果:1)解決玻璃纖維對PP_Ri3晶型成核的消極作用，在保持PP-RCT材料優(yōu)異長期耐高溫性能的同時，提升其力學(xué)性能強(qiáng)度，改善其低溫沖擊性能；2)本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料還具有高抗熱氧化性能，適用于建筑立管材料；3)本發(fā)明提出的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料的制備方法工藝簡單、玻璃纖維含量容易控制。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料的制備方法的工藝流程圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料與普通PP-R材料的DSC(DifferentialScanning Calorimetry，差示掃描量熱法)比較圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料與普通PP-RCT材料和普通PP-R材料拉伸強(qiáng)度比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0020]本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料，包括以下重量配比的組分:
無規(guī)共聚聚丙烯40~90份；相容劑1~30份；玻璃纖維10~30份；抗氧劑0~7.0份；光穩(wěn)定劑0~2.0份；復(fù)配β晶型成核劑0.2-0.6份。
[0021]優(yōu)選地，各組分的重量配比如下:
無規(guī)共聚聚丙烯60~80份；相容劑10~20份；玻璃纖維10~30份；抗氧劑0.7-4.0份；光穩(wěn)定劑0.1-1.0份；復(fù)配β晶型成核劑0.2-0.4份。
[0022]其中，所述無規(guī)共聚聚丙烯為在230 °C、2.16KG測試條件下的熔融指數(shù)為2~10g/10min的無規(guī)共聚聚丙烯。所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚丙烯。所述的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或任意組合，其中所述受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑均為相應(yīng)類抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的一種或多種的混合物；所述受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的重量配比為:受阻酚類抗氧劑0~2.0份、硫代酯類抗氧劑0~3.0份和亞磷酸酯類抗氧劑0~2.0份。所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑、水楊酸酯類光穩(wěn)定劑和二甲苯酮類光穩(wěn)定劑中的一種或多種的混合物。所述的復(fù)配β晶型成核劑包括羧酸稀土鹽成核劑、四氫苯酐羧酸鹽成核劑、芳酰胺類成核劑、聚合物類成核劑和有機(jī)金屬鹽類成核劑的其中兩種以上的混合物。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料的制備方法，包括以下步驟:
1)按重量份稱取無規(guī)共聚聚丙烯、相容劑、玻璃纖維、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和復(fù)配β晶型成核劑原料，備用；
2)將所述重量份的無規(guī)共聚聚丙烯、相容劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和復(fù)配β晶型成核劑原料充分混合；
3)在混合好的物料中加入玻璃纖維，然后熔融共混擠出，得到所述玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT 材料。
[0024]其中，步驟3 )之后還可以包括:
4)對擠出的玻璃纖維增強(qiáng)PP-RCT材料進(jìn)行拉條切粒。
[0025]其中，所述步驟2)中，利用高混機(jī)對無規(guī)共聚聚丙