本發(fā)明涉及塑膠材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐低溫PP軟管及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚丙烯(PP-R)管材的應(yīng)用于20世紀(jì)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(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，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(guò)程的復(fù)雜程度等方面也具有很大的優(yōu)勢(shì)，作為環(huán)保型的輸水管道材料，逐漸成為當(dāng)前的投資熱點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑冷熱水、純凈水供應(yīng)，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(jié)構(gòu)上的原因，在安裝施工過(guò)程中存在熱膨脹系數(shù)過(guò)大，當(dāng)在實(shí)際溫差較大的時(shí)候，PP-R就會(huì)因膨脹或者收縮過(guò)大而出現(xiàn)扭曲變形、剛性差等問(wèn)題，使得這類管道在安裝的過(guò)程十分復(fù)雜，同時(shí)導(dǎo)致其低溫脆性差，沖擊強(qiáng)度低這類因素，常常會(huì)在運(yùn)輸過(guò)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(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

技術(shù)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(guò)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(jī)中以400-620r/min 的轉(zhuǎn)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(guò)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(jī)中預(yù)混合3-6min；

（4）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為195-200℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

進(jìn)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(xì)度為180目，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為450-550r/min，研磨時(shí)間為30min。

進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yù)混時(shí)間為4min。

進(jìn)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(jī)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)優(yōu)選實(shí)施例5配方所制軟管，熱膨脹系數(shù)可以達(dá)到0.42×10^-4 K^-1，低溫?zé)o缺口沖擊強(qiáng)度高達(dá)66.54 kJ·m^-2。

具體實(shí)施方式

實(shí)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(guò)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(jī)中以400r/min 的轉(zhuǎn)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(guò)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(jī)中預(yù)混合3min；（4）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為195℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

實(shí)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(guò)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(jī)中以620r/min 的轉(zhuǎn)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(guò)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(jī)中預(yù)混合6min；（4）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為200℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

實(shí)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(guò)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(jī)中以450r/min 的轉(zhuǎn)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(guò)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(jī)中預(yù)混合4min；（4）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為195℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

實(shí)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(guò)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(jī)中以550r/min 的轉(zhuǎn)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(guò)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(jī)中預(yù)混合4min；（4）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為195℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

實(shí)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(guò)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(jī)中以500r/min 的轉(zhuǎn)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(guò)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(jī)中預(yù)混合4min；（4）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為195℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

對(duì)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(jī)中預(yù)混合3min；（3）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為195℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

對(duì)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(guò)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(jī)中以620r/min 的轉(zhuǎn)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(guò)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(jī)中預(yù)混合6min；（4）將預(yù)混合的物料用擠出機(jī)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(jī)頭為200℃，再將擠出的復(fù)合顆粒置于烘箱中干燥20后，然后用注塑機(jī)注射成型。

本發(fā)明材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)見(jiàn)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(shí)驗(yàn)優(yōu)選實(shí)施例5配方所制軟管，熱膨脹系數(shù)可以達(dá)到0.42×10^-4 K^-1，低溫?zé)o缺口沖擊強(qiáng)度高達(dá)66.54 kJ·m^-2。

表1 耐低溫PP軟管的各項(xiàng)性能指標(biāo)