[发明专利]丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物改性聚丙烯制备管材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料管材的制备方法，具体的说是一种丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物改性聚丙烯制备管材的方法。

背景技术

在国家电网建设中，为了减少架空电力电缆输电线路，达到美化城市的目的，电力电缆输电线已从架空进入埋地。地下电力电缆线路敷设方式主要有排管敷设、直埋敷设、沟槽敷设。其中排管敷设由于其占地面积少、施工简易、建设成本低、施工周期短等特点，在电力行业内被广泛应用。

随着管材成型技术的发展，国内外研究人员和生产企业相继开发出玻璃钢缠绕管、氯化聚氯乙烯管(CPVC管)、聚丙烯管(PP管)等，并越来越多地用于埋地式高压电力电缆护套管。玻璃钢缠绕管具有环刚度高、耐热温度高、耐化学腐蚀、阻燃性能好等优点，其缺点：内壁粗糙、穿缆阻力大、抗沉降差、管道承插式连接易脱落、接头易漏水、应用场所受限。CPVC管耐腐蚀、阻燃、耐老化性能好，其缺点：CPVC熔体粘度大、加工难度大、管材成品率低、综合成本高，制约了推广应用。PP管系以聚丙烯为主要原料，添加适量的改性剂、加工助剂等，经过物料混合、挤出成型工艺加工而成，PP管具有耐热性能好、机械强度高、内壁摩擦系数低、电绝緣性能好、施工便捷等优点，其缺点：切口冲击强度偏低、柔韧性差、低温环境条件下易破裂，制约了其在寒冷地区的应用。检索大量的专利文献和公开发表的研究论文，尚未见采用丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC-g-AA)为增韧材料，均聚聚丙烯(均聚PP)为基体材料，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯为抗氧剂，采用物料混合、熔融共混、挤出成型、冷却定型、牵引切割工艺制成OBC-g-AA改性PP管材的报道。

发明内容

为了克服现有聚丙烯管(PP管)切口冲击强度偏低、柔韧性差、低温环境条件下易破裂等缺陷，本发明提供了一种丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC-g-AA)改性聚丙烯制备管材的方法。本方法以均聚聚丙烯(均聚PP)为基体材料，添加丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC-g-AA)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，通过干燥除湿、物料混合、熔融共混、挤出成型、冷却定型、牵引切割工艺制成OBC-g-AA改性PP管材。采用本方法制成的管材，与纯PP管材相比，切口冲击强度提高120％以上，断裂伸长率提高150％以上，零下40℃环境条件下试验720小时无破裂，拉伸强度和维卡软化温度略有下降，物理力学性能优良，适用于低温环境条件下埋地电力电缆的护套管。

为了实现本发明目的所采用的以下技术方案：

配方

均聚聚丙烯80～86重量份；

丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物13～19重量份；

三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.6～1.0重量份。

制备方法

1、将均聚聚丙烯(均聚PP)置于电热恒温鼓风干燥机中，控制电热恒温鼓风干燥机温度92±1℃，干燥2h，备用；

2、将丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC-g-AA)置于另一台电热恒温鼓风干燥机中，控制电热恒温鼓风干燥机温度83±1℃，干燥2h，备用；

3、按配方比例称取干燥后的均聚聚丙烯(均聚PP)和丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC-g-AA)置于高速搅拌机中，加入计量后的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，控制高速搅拌机转速250r/min、温度85±1℃，搅拌混合6min成混合料；

4、将混合料置于双螺杆挤出造粒机料斗中，控制挤出造粒机料筒温度：Ⅰ区165～170℃、Ⅱ区172～177℃、Ⅲ区180～185℃、Ⅳ区187～192℃、Ⅴ区192～196℃、Ⅵ区196～200℃、Ⅶ区194～198℃，模头温度：190～194℃，熔融共混挤出，经冷却、切粒成颗粒料；将颗粒料置于单螺杆挤出管材成型机料斗中，控制挤出管材成型机料筒温度：Ⅰ区178～183℃、Ⅱ区185～190℃、Ⅲ区190～195℃、Ⅳ区195～200℃、Ⅴ区200～205℃、Ⅵ区205～208℃、Ⅶ区203～206℃、Ⅷ区200～203℃，模头温度：195～198℃，熔融挤出成型，再经冷却定型、牵引切割工艺制备得到本发明所述的丙烯酸接枝乙烯-辛烯嵌段共聚物改性PP管材。

本发明所述的均聚聚丙烯(均聚PP)，其相对密度为0.906g/cm³、熔体质量流动速率(试验温度230℃，标称负荷2.16㎏)为3.2g/10min。