專利名稱：：一種用于波紋管的pp/pa復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種PP/PA復(fù)合材料及其制備方法，具體說，是涉及一種用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料及其制備方法，屬于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：波紋管是一種帶橫向波紋的圓柱形薄壁彈性殼體，具有轉(zhuǎn)換、補償、連接和儲能等方面的功能。相對于同樣材料制成的管材，波紋管具有質(zhì)輕、美觀、耐用和成本低、彈性好等優(yōu)點，因此在石化、儀表、航天、化工、電力、水泥、冶金等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在使用中，使得波紋管開口端固定，密封端處于自由狀態(tài)，工作時在內(nèi)部或外部壓力的作用下沿管子縱向或徑向變化，起到減震、保持特定設(shè)備的連接等作用。目前制備波紋管的材料主要有金屬和塑料。其中，常用的金屬材料有不銹鋼、黃銅、鈹青銅和錫青銅等，塑料材料有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龍(PA)和聚氯乙烯(PVC)等。不同的材質(zhì)做成的波紋管在性能及應(yīng)用領(lǐng)域上都有差別。比如不銹鋼材料具有很高的彎曲疲勞強度和耐蝕性，焊接性能良好，用它做成的波紋管經(jīng)常用于連接石油儲罐與石油管道，以吸引地震或地基下沉等引起的石油儲罐與管道之間的相對變位，提高系統(tǒng)的抗外力能力。鈹青銅波紋管具有很小的遲滯和彈性后效，很高的彈性穩(wěn)定性、耐腐蝕、無磁性，多用于高精度的測量儀表中。塑料(PA、PE、PP、PVC)波紋管常用作電纜套管(如電信、鐵路、高速公路、隧道、通信電纜、廣播電視線路保護套管)、地下電纜管、農(nóng)業(yè)灌溉管、通風(fēng)管和輸水管等，其中以PVC、HDPE用得最多，占塑料波紋管材料的80%。PP和PA波紋管常用于對熱性能有要求的設(shè)備上，比如一些汽車線束、機械線束等。但限于材料本身的特性，每種波紋管都有自己的優(yōu)缺點，如PVC材料的耐熱性不佳，而PP或PE材料制成的波紋管比PA做成的波紋管力學(xué)性能要差一點，但在產(chǎn)品穩(wěn)定性及吸水性方面卻好于PA波紋管。如果將PA與PP做成復(fù)合材料制備波紋管，一方面可克服PP、PA材料的各自缺點，另一方面也可使成本大幅降低，具有很好的性價比，但目前未見相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，填補市場空白。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其組成及各組成的重量百分比如下聚丙烯(PP)47%80%尼龍(PA)3%40%相容劑5%20%增韌劑1%40%填充母粒010%光穩(wěn)定劑0.11%4熱穩(wěn)定劑0.21.5%加工助劑0.21.5%上述各組成的配比之和為100%;其中聚丙烯在230°C/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于5g/10min;尼龍在270°C/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于15g/10min;所述填充母粒是由15wt%58.5wt^的聚烯烴樹脂、40wtX80wt^的無機填料、0.2wt%0.5wt^的熱穩(wěn)定劑和0.2wt%0.5wt%的加工助劑進行擠出造粒而成。所述尼龍可選自尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍610及尼龍612中的一種或一種以上的混合物。所述相容劑優(yōu)選由馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸縮水甘油酯改性的聚丙烯、聚烯烴彈性體POE或三元乙丙橡膠(EPDM)。所述增韌劑優(yōu)選聚乙烯(PE)、聚烯烴彈性體POE、三元乙丙橡膠(EPDM)、熱塑性聚烯烴彈性體TPO、苯乙烯類熱塑性彈性體TPE、動態(tài)硫化熱塑性彈性體TPV及熱塑性彈性體SEBS中的一種或一種以上的混合物。所述填充母粒中的聚烯烴樹脂優(yōu)選在230°C/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于5g/10min的聚乙烯樹脂，所述無機填料優(yōu)選平均粒徑為0.110微米的滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、硅酸鋁晶須、硅酸鎂晶須、硫酸鎂晶須及硫酸鈣晶須中的一種或一種以上的混合物。所述光穩(wěn)定劑可選自水楊酸脂類、二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、取代丙烯晴類、草酰胺類、有機鎳化合物類及受阻胺類光穩(wěn)定劑中的一種或一種以上的混合物。所述熱穩(wěn)定劑可選自酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F與硫代酯的復(fù)合物類及杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的一種或一種以上的混合物。所述加工助劑可選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類及酰胺類加工助劑中的一種或一種以上的混合物。本發(fā)明所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟A)填充母粒的制備將聚烯烴樹脂、無機填料預(yù)先混合，再加入熱穩(wěn)定劑和加工助劑，然后在混煉設(shè)備中熔融造粒，加工溫度為140250°C;B)復(fù)合材料的制備將聚丙烯、尼龍、相容劑、增韌劑、填充母粒、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑及加工助劑按配比加入混煉設(shè)備中，在21028(TC進行熔融混合分散，擠出造粒。所述混煉設(shè)備可以是單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、密煉機、開煉機或螺桿數(shù)目大于2的多螺桿擠出機，優(yōu)選長徑比為3646:l的雙螺桿擠出機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)品不僅具有很高的韌性、優(yōu)良的高抗沖性能和彎曲性能、極佳的耐高溫性能，而且在表面光澤、耐摩擦、耐化學(xué)腐蝕、電氣絕緣性等方面表現(xiàn)優(yōu)異，解決了現(xiàn)有的PP波紋管耐熱性能不足、PA波紋管價格過高等缺陷問題；另外，本發(fā)明產(chǎn)品的制備工藝簡單，符合工業(yè)化生產(chǎn)要求。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明是如何實現(xiàn)的做進一步詳細、清楚、完整地說明，5所列實施例僅對本發(fā)明予以進一步的說明，并不因此而限制本發(fā)明。實施例中所用的聚丙烯在230°C/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于5g/10min;所用的尼龍在270°C/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于15g/10min;所述光穩(wěn)定劑可選自水楊酸脂類、二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、取代丙烯晴類、草酰胺類、有機鎳化合物類及受阻胺類光穩(wěn)定劑中的一種或一種以上的混合物；所述熱穩(wěn)定劑可選自酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F與硫代酯的復(fù)合物類及杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的一種或一種以上的混合物；所述加工助劑可選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類及酰胺類加工助劑中的一種或一種以上的混合物。實施例1A)填充母粒的制備將熔體流動指數(shù)為1.2g/10min的聚丙烯粉料27公斤、平均粒徑為3微米的粒子狀的無機填料_碳酸鈣和硅酸鋁晶須的混合物30公斤預(yù)先混合均勻，再加入0.2公斤的熱穩(wěn)定劑Irganox1010和0.2公斤的加工助劑，然后在雙螺桿擠出機中進行熔融造粒，加工溫度為140250°C;B)復(fù)合材料的制備將60公斤聚丙烯、25公斤尼龍6、10公斤的相容劑_馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、5公斤增韌劑-EPDM、2公斤填充母粒、0.2公斤光穩(wěn)定劑、0.2公斤熱穩(wěn)定劑和0.3公斤加工助劑加入長徑比為40:l的雙螺桿擠出機中，在245t:進行熔融混合分散，擠出造粒，即得本發(fā)明所述的PP/PA復(fù)合材料。本實施例所制備的PP/PA復(fù)合材料具有很高的韌性，優(yōu)良的耐沖擊性能以及較高的熱變形溫度，并且具有良好的表面光澤、良好的耐化學(xué)腐蝕、耐紫外光老化和耐磨擦性能，電氣絕緣性能大于200MQ，具體性能見表1所示表1本實施例的PP/PA復(fù)合材料的性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例2將60公斤聚丙烯、25公斤尼龍6、5公斤的相容劑_馬來酸酐接枝POE(POE-g-MAH)、5公斤增韌劑_POE、0.2公斤光穩(wěn)定劑、0.2公斤熱穩(wěn)定劑和0.3公斤加工助劑加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出機中，在245t:進行熔融混合分散，擠出造粒，即得本發(fā)明所述的PP/PA復(fù)合材料。本實施例所制備的PP/PA復(fù)合材料具有很高的韌性，優(yōu)良的耐沖擊性能以及較高的熱變形溫度，并且具有良好的表面光澤、良好的耐化學(xué)腐蝕、耐紫外光老化和耐磨擦性能，電氣絕緣性能大于400MQ，具體性能見表2所示表2本實施例的PP/PA復(fù)合材料的性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3A)填充母粒的制備將熔體流動指數(shù)為0.8g/10min的聚乙烯27公斤、平均粒徑為1微米的粒子狀的無機填料-硫酸鋇和硫酸鈣晶須的混合物30公斤預(yù)先混合均勻，再加入0.2公斤的熱穩(wěn)定劑Irganox1010和0.2公斤的加工助劑，然后在雙螺桿擠出機中進行熔融造粒，加工溫度為140250°C;B)復(fù)合材料的制備將60公斤聚丙烯、25公斤尼龍6、5公斤的相容劑_馬來酸酐接枝POE(POE-g-MAH)、5公斤增韌劑_TPV、2公斤填充母粒、0.2公斤光穩(wěn)定劑、0.2公斤熱穩(wěn)定劑和0.5公斤加工助劑加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出機中，在245t:進行熔融混合分散，擠出造粒，即得本發(fā)明所述的PP/PA復(fù)合材料。本實施例所制備的PP/PA復(fù)合材料具有很高的韌性，優(yōu)良的耐沖擊性能以及較高的熱變形溫度，并且具有良好的表面光澤、良好的耐化學(xué)腐蝕、耐紫外光老化和耐磨擦性能，電氣絕緣性能大于200MQ，具體性能見表3所示表3本實施例的PP/PA復(fù)合材料的性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例4將60公斤聚丙烯、25公斤尼龍6、5公斤的相容劑_馬來酸酐接枝EPDM(EPDM-g-MAH)、5公斤增韌劑_TPO、0.2公斤光穩(wěn)定劑、0.2公斤熱穩(wěn)定劑和0.3公斤加工助劑加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出機中，在245t:進行熔融混合分散，擠出造粒，即得本發(fā)明所述的PP/PA復(fù)合材料。本實施例所制備的PP/PA復(fù)合材料具有很高的韌性，優(yōu)良的耐沖擊性能以及較高的熱變形溫度，并且具有良好的表面光澤、良好的耐化學(xué)腐蝕、耐紫外光老化和耐磨擦性能，電氣絕緣性能大于200MQ，具體性能見表4所示表4本實施例的PP/PA復(fù)合材料的性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例5將60公斤聚丙烯、25公斤尼龍6、5公斤的相容劑_馬來酸酐接枝EPDM(EPDM-g-MAH)、5公斤增韌劑_TPE、0.2公斤光穩(wěn)定劑、0.2公斤熱穩(wěn)定劑和0.3公斤加工助劑加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出機中，在245t:進行熔融混合分散，擠出造粒，即得本發(fā)明所述的PP/PA復(fù)合材料。本實施例所制備的PP/PA復(fù)合材料具有很高的韌性，優(yōu)良的耐沖擊性能以及較高的熱變形溫度，并且具有良好的表面光澤、良好的耐化學(xué)腐蝕、耐紫外光老化和耐磨擦性能，電氣絕緣性能大于200MQ，具體性能見表5所示表5本實施例的PP/PA復(fù)合材料的性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例6將60公斤聚丙烯、25公斤尼龍6、5公斤的相容劑_馬來酸酐接枝POE(POE-g-MAH)、3公斤增韌劑_2公斤EPDM與1公斤SEBS的混合物、0.2公斤光穩(wěn)定劑、0.2公斤熱穩(wěn)定劑和0.3公斤加工助劑加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出機中，在245°C進行熔融混合分散，擠出造粒，即得本發(fā)明所述的PP/PA復(fù)合材料。本實施例所制備的PP/PA復(fù)合材料具有很高的韌性，優(yōu)良的耐沖擊性能以及較高的熱變形溫度，并且具有良好的表面光澤、良好的耐化學(xué)腐蝕、耐紫外光老化和耐磨擦性能，電氣絕緣性能大于700MQ，具體性能見表6所示表6本實施例的PP/PA復(fù)合材料的性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求一種用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于，其組成及各組成的重量百分比如下聚丙烯(PP)47％～80％尼龍(PA)3％～40％相容劑5％～20％增韌劑1％～40％填充母粒0～10％光穩(wěn)定劑0.1～1％熱穩(wěn)定劑0.2～1.5％加工助劑0.2～1.5％上述各組成的配比之和為100％；其中聚丙烯在230℃/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于5g/10min；尼龍在270℃/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于15g/10min；所述填充母粒是由15wt％～58.5wt％的聚烯烴樹脂、40wt％～80wt％的無機填料、0.2wt％～0.5wt％的熱穩(wěn)定劑和0.2wt％～0.5wt％的加工助劑進行擠出造粒而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于所述尼龍選自尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍610及尼龍612中的一種或一種以上的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于所述相容劑是由馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸縮水甘油酯改性的聚丙烯、聚烯烴彈性體POE或三元乙丙橡膠(EPDM)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于所述增韌劑選自聚乙烯(PE)、聚烯烴彈性體POE、三元乙丙橡膠(EP匿)、熱塑性聚烯烴彈性體TPO、苯乙烯類熱塑性彈性體TPE、動態(tài)硫化熱塑性彈性體TPV及熱塑性彈性體SEBS中的一種或一種以上的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于所述填充母粒中的聚烯烴樹脂是在23(TC/2.16kg測試條件下的熔體流動指數(shù)(MFR)小于5g/10min的聚乙烯樹脂，無機填料是選自平均粒徑為0.110微米的滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、硅酸鋁晶須、硅酸鎂晶須、硫酸鎂晶須及硫酸鈣晶須中的一種或一種以上的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于所述光穩(wěn)定劑選自水楊酸脂類、二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、取代丙烯晴類、草酰胺類、有機鎳化合物類及受阻胺類光穩(wěn)定劑中的一種或一種以上的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于所述熱穩(wěn)定劑選自酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F與硫代酯的復(fù)合物類及杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的一種或一種以上的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其特征在于所述加工助劑選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類及酰胺類加工助劑中的一種或一種以上的混合物。9.一種權(quán)利要求1所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟A)填充母粒的制備將聚烯烴樹脂、無機填料預(yù)先混合，再加入熱穩(wěn)定劑和加工助劑，然后在混煉設(shè)備中熔融造粒，加工溫度為140250°C;B)復(fù)合材料的制備將聚丙烯、尼龍、相容齊U、增韌齊U、填充母粒、光穩(wěn)定齊U、熱穩(wěn)定劑及加工助劑按配比加入混煉設(shè)備中，在21028(TC進行熔融混合分散，擠出造粒；所述混煉設(shè)備是單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、密煉機、開煉機或螺桿數(shù)目大于2的多螺桿擠出機。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述混煉設(shè)備是長徑比為3646:l的雙螺桿擠出機。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于波紋管的PP/PA復(fù)合材料，其是由聚丙烯、尼龍、相容劑、增韌劑、填充母粒、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑和加工助劑加工而成。本發(fā)明產(chǎn)品是通過將各組分按配比加入混煉設(shè)備中，在210～280℃進行熔融混合分散，擠出造粒制備而成。本發(fā)明產(chǎn)品不僅具有很高的韌性、優(yōu)良的高抗沖性能和彎曲性能、極佳的耐高溫性能，而且在表面光澤、耐摩擦、耐化學(xué)腐蝕、電氣絕緣性等方面表現(xiàn)優(yōu)異，解決了現(xiàn)有的PP波紋管耐熱性能不足、PA波紋管價格過高等缺陷問題；另外，本發(fā)明產(chǎn)品的制備方法簡單，符合工業(yè)化生產(chǎn)要求。文檔編號C08L53/02GK101724197SQ20091019836公開日2010年6月9日申請日期2009年11月5日優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日發(fā)明者何威,夏建盟,張春懷,楊澤,肖鵬,陶四平申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;金發(fā)科技股份有限公司