一种改性聚丙烯及其复合管
技术领域
本发明涉及塑料管材领域，具体涉及一种改性聚丙烯及其复合管。
背景技术
聚丙烯为第三大通用塑料，质优价廉，密度是通用塑料中最低的一种，而且耐热性优良，无负荷使用温度可达120℃以上，并易加工。但缺点是抗蠕变性差，尺寸稳定性不足，线膨胀系数高，导致其制成的给水管道在通热水时易发生扭曲变形，不仅影响美观，施工时还需要加设伸缩节或预变形补偿装置，否则会因为内应力而影响管道系统使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种改性聚丙烯及其复合管。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种改性聚丙烯，所述改性聚丙烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂混合得到改性玄武岩纤维，其中玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂的重量比为100：(0.5～2)：(3～10)；
(2)将聚丙烯树脂、抗氧剂于100℃～115℃混合后冷却得到改性聚丙烯混配料，将所述改性聚丙烯混配料和步骤(1)得到的改性玄武岩纤维通过挤出成型得到所述改性聚丙烯，所述聚丙烯树脂、抗氧剂和步骤(1)得到的改性玄武岩纤维的重量比为100:(0.3～1.5):(20～35)。
上述的改性聚丙烯通过对普通玄武岩纤维进行表面处理，制成表面处理的改性玄武岩纤维后与聚丙烯树脂、抗氧剂混配料挤出得到改性聚丙烯，上述的改性聚丙烯应用于聚丙烯管材时，能够提高聚丙烯管材的抗蠕变性和尺寸稳定性，降低线膨胀系数。
优选地，所述聚丙烯树脂的熔体质量流动速率≤0.5g/10min。
上述的改性聚丙烯由熔体质量流动速率≤0.5g/10min的聚丙烯树脂制备，可增加聚丙烯树脂与玄武岩纤维接枝强度，改善聚丙烯管材的抗蠕变性和尺寸稳定性，降低线膨胀系数。
优选地，所述步骤(1)中，所述玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂的重量比为100:1:5。
发明人经过研究发现，当玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂的重量比为100:1:5时，聚丙烯管材具有更好的抗蠕变性和尺寸稳定性。
优选地，所述步骤(2)中，所述聚丙烯树脂、抗氧剂和步骤(1)得到的改性玄武岩纤维的重量比为100:1:25。
发明人经过研究发现，当聚丙烯树脂、抗氧剂和步骤(1)得到的改性玄武岩纤维的重量比为100:1:25时，聚丙烯管材具有更好的抗蠕变性和尺寸稳定性。
优选地，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
优选地，所述抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸。
本发明还提供一种改性聚丙烯复合管，所述改性聚丙烯复合管由PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层组成，所述改性聚丙烯中间层的材料为上述任一所述的改性聚丙烯。
优选地，所述PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层的壁厚比例为1：(0.9～1.2)：(1.2～1.5)。
当PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层的壁厚比例为1：(0.9～1.2)：(1.2～1.5)时，既可保证外层与管件的熔接性能，也可以保证与水接触的内层的卫生性能。
优选地，所述PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层的壁厚比例为1：1：1.3。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种改性聚丙烯及其复合管，本发明的改性聚丙烯应用于聚丙烯管材时，能够提高聚丙烯管材的抗蠕变性和尺寸稳定性，降低线膨胀系数。
附图说明
图1为本发明的改性聚丙烯复合管的截面结构示意图。
其中1、PPR外层，2、改性聚丙烯中间层，3、PPR内层。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种改性聚丙烯，所述改性聚丙烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂混合得到改性玄武岩纤维，其中玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂的重量比为100:1:5，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，所述有机溶剂为乙醇，混合过程中边混合边加入偶联剂和有机溶剂的混合液；
(2)将聚丙烯树脂、抗氧剂在高于105℃混合后搅拌冷却至55℃得到改性聚丙烯混配料，将所述改性聚丙烯混配料与步骤(1)得到的改性玄武岩纤维用共混改性挤出机挤成直径5～6mm的条状熔体，在所述条状熔体冷却同时进行快速拉伸成直径1～2mm的固态条，拉伸比率为(2.5～6)：1，再将固态条进行切粒干燥得到所述改性聚丙烯，其中，步骤(1)得到的改性玄武岩纤维采用侧喂料方式计量添加，所述聚丙烯树脂、抗氧剂和步骤(1)得到的改性玄武岩纤维的重量比为100:1:25，所述抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸，所述聚丙烯树脂的熔体质量流动速率≤0.5g/10min。
实施例2
作为本发明实施例的一种改性聚丙烯，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂的重量比为100:1:5；所述聚丙烯树脂、抗氧剂和步骤(1)处理后的玄武岩纤维的重量比为100:1:20。
实施例3
作为本发明实施例的一种改性聚丙烯，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述玄武岩纤维、偶联剂和有机溶剂的重量比为100:1:5；所述聚丙烯树脂、抗氧剂和步骤(1)处理后的玄武岩纤维的重量比为100:1:35。
实施例4
作为本发明的一种改性聚丙烯复合管，所述改性聚丙烯复合管由PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层组成，所述改性聚丙烯中间层的材料为实施例1所述的改性聚丙烯，所述PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层的壁厚比例为1：1：1.3。
本实施例的改性聚丙烯复合管由实施例1的改性聚丙烯与普通PPR管共挤制备。
实施例5
作为本发明的一种改性聚丙烯复合管，所述改性聚丙烯复合管由PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层组成，所述改性聚丙烯中间层的材料为实施例2所述的改性聚丙烯，所述PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层的壁厚比例为1：1：1.3。
本实施例的改性聚丙烯复合管由实施例2的改性聚丙烯与普通PPR管共挤制备。
实施例6
作为本发明的一种改性聚丙烯复合管，所述改性聚丙烯复合管由PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层组成，所述改性聚丙烯中间层的材料为实施例3所述的改性聚丙烯，所述PPR外层、改性聚丙烯中间层、PPR内层的壁厚比例为1：1：1.3。
本实施例的改性聚丙烯复合管由实施例3的改性聚丙烯与普通PPR管共挤制备。
对比例1
作为本发明的一种聚丙烯复合管，由一层PPR组成，厚度与实施例4的改性聚丙烯复合管一致。
效果例1
对实施例4-6和对比例1的聚丙烯复合管的性能进行检测，结果如表1所述。
检测方法：
纵向回缩率依据GB/T 18742.2-2017；环刚度依据GB/T9647-2015线膨胀系数依据GB/T 1036-2008，爆破试验压力依据GB/T 6111-2018爆破试验压力GB/T 6111-2018
测试样品：样品大小参照以S3.2 dn32×en4.4mmPPR复合管。
表1实施例4-6和对比例1的聚丙烯复合管的性能
由表1可知，实施例1-3的改性聚丙烯应用于聚丙烯管材时，能够提高聚丙烯管材的抗蠕变性和尺寸稳定性，降低线膨胀系数。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
