本发明涉及一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒及其制备方法，属于高分子合成改性和加工领域。
背景技术：
随着生活水平不断提高，多功能ppr管的需求不断增加。同时健康用水理念不断深入人心，抗菌管产品市场也不断扩大。但目前用于ppr管的抗菌母粒仅具备单一的抗菌功能，如需生产复合功能ppr管，必须使用不同的功能母粒，使得生产效率低下。本发明通过研究功能母粒工艺配方技术，开发一种适用于ppr管的多功能母粒。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，所述多功能母粒的原材料包括抗菌剂、增韧剂、玻璃微珠、偶联剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂、抗uv剂、lldpe树脂和ppr树脂。
作为本发明所述多功能母粒的优选实施方式，以重量百分比计，所述多功能母粒包括抗菌剂5～30％、增韧剂10～35％、玻璃微珠25～55％、偶联剂0.2～1％、润滑剂0.2～1.0％、分散剂0.2～1.0％、抗氧剂0.1～0.5％、抗uv剂0.1～0.5％、lldpe树脂5～20％和ppr树脂10～30％。
作为本发明所述多功能母粒的优选实施方式，以重量百分比计，所述多功能母粒包括抗菌剂10％、增韧剂20％、玻璃微珠40％、偶联剂0.3～0.6％、润滑剂0.4～0.5％、分散剂0.4～0.5％、抗氧剂0.3％、抗uv剂0.3～0.4％、lldpe树脂9.5～10％和ppr树脂18％。
目前现有技术用于ppr管的抗菌母粒仅具备单一的抗菌功能，而生产复合功能ppr管，必须使用不同的功能母粒，为了解决这一问题，提高复合功能ppr管的生产效率，本发明通过研究功能母粒工艺配方技术，开发一种适用于ppr管的多功能母粒，使得该母粒同时具备抗菌、隔热、增韧功能，可直接用于多功能ppr管生产。
作为本发明所述多功能母粒的优选实施方式，所述抗菌剂为无机银系抗菌剂，所述增韧剂为聚烯烃弹性体(poe)，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)，所述分散剂为聚乙烯蜡，所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)复配的组合物，所述抗uv剂为uv吸收剂与光稳定剂的复配组合物。
作为本发明所述多功能母粒的优选实施方式，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)，所述四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配的重量比为1:1，所述uv吸收剂与所述光稳定剂复配的重量比为1:1。
作为本发明所述多功能母粒的优选实施方式，所述uv吸收剂为阻胺类稳定剂770，所述光稳定剂为光稳定剂uv-327。
作为本发明所述多功能母粒的优选实施方式，所述玻璃微珠的粒度为10～150μm。
作为本发明所述多功能母粒的优选实施方式，在温度190℃与负荷2.16kg条件下，所述lldpe树脂为熔融指数为20～50g/10min的粉料或粒料；在温度230℃与负荷2.16kg条件下，所述ppr树脂为熔融指数为0.25～0.5g/10min的粒料。
本发明的另一目的是提供所述的多功能母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取多功能母粒的各组分；将玻璃微珠、偶联剂按比例于混料机中进行混合，实现玻璃微珠的表面活化；
(2)将抗菌剂、分散剂、润滑剂、聚乙烯树脂与步骤(1)制得的活化玻璃微珠按比例于捏合机中进行捏合并破碎；
(3)将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、uv吸收剂、ppr树脂与步骤(2)制得的捏合破碎料按比例于混料机中混合，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述的多功能母粒。
本发明所述的多功能母粒的制备方法中，通过先活化玻璃微珠使其与有机体系相容，赋予母粒隔热功能。
作为本发明所述多功能母粒的制备方法的优选实施方式，步骤(1)中，所述混合的时间为5～30min；步骤(2)中，所述捏合的时间为5～30min；步骤(3)中，所述混合的时间为3～10min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，同时具有抗菌、隔热、增韧功能，解决了现有技术用于ppr管的抗菌母粒仅具备单一抗菌功能的难题，提高了复合功能ppr管的生产效率；
(2)本发明提供的多功能母粒的制备方法，采用先活化，后捏合，再共混挤出的生产工艺；通过先活化玻璃微珠使其与有机体系相容，赋予了母粒隔热功能。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、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
本实施例为本发明所述的一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，以重量百分比计，所述多功能母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.3％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.5％、聚乙烯蜡0.5％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.15％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.15％、阻胺类稳定剂7700.2％、光稳定剂uv-3270.2％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)10％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取多功能母粒的各组分；将玻璃微珠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷按比例于混料机中低速进行混合10min，实现玻璃微珠的表面活化；
(2)将无机银系抗菌剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、lldpe树脂与步骤(1)制得的活化玻璃微珠按比例于捏合机中进行捏合20min并破碎；
(3)将聚烯烃弹性体、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、阻胺类稳定剂770、光稳定剂uv-327、ppr树脂与步骤(2)制得的捏合破碎料按比例于混料机中低速混合5min，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述的多功能母粒。
实施例2
本实施例为本发明所述的一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，以重量百分比计，所述多功能母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.6％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.4％、聚乙烯蜡0.4％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.15％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.15％、阻胺类稳定剂7700.15％、光稳定剂uv-3270.15％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)10％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例为本发明所述的一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，以重量百分比计，所述多功能母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)1％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.4％、聚乙烯蜡0.5％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.15％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.15％、阻胺类稳定剂7700.15％、光稳定剂uv-3270.15％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)9.5％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒的制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例为本发明所述的一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，以重量百分比计，所述多功能母粒包括无机银系抗菌剂5％、聚烯烃弹性体(poe)19％、玻璃微珠(粒度为150μm)25％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.4％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.2％、聚乙烯蜡0.2％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.05％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.05％、阻胺类稳定剂7700.05％、光稳定剂uv-3270.05％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)20％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.3g/10min的粒料)30％。
上述一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取多功能母粒的各组分；将玻璃微珠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷按比例于混料机中低速进行混合5min，实现玻璃微珠的表面活化；
(2)将无机银系抗菌剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、lldpe树脂与步骤(1)制得的活化玻璃微珠按比例于捏合机中进行捏合5min并破碎；
(3)将聚烯烃弹性体、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、阻胺类稳定剂770、光稳定剂uv-327、ppr树脂与步骤(2)制得的捏合破碎料按比例于混料机中低速混合3min，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述的多功能母粒。
实施例5
本实施例为本发明所述的一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，以重量百分比计，所述多功能母粒包括无机银系抗菌剂30％、聚烯烃弹性体(poe)10％、玻璃微珠(粒度为100μm)41.8％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.2％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)1％、聚乙烯蜡1％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.25％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.25％、阻胺类稳定剂7700.25％、光稳定剂uv-3270.25％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为50g/10min的粉料)5％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)10％。
上述一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取多功能母粒的各组分；将玻璃微珠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷按比例于混料机中低速进行混合5min，实现玻璃微珠的表面活化；
(2)将无机银系抗菌剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、lldpe树脂与步骤(1)制得的活化玻璃微珠按比例于捏合机中进行捏合30min并破碎；
(3)将聚烯烃弹性体、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、阻胺类稳定剂770、光稳定剂uv-327、ppr树脂与步骤(2)制得的捏合破碎料按比例于混料机中低速混合3min，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述的多功能母粒。
实施例6
本实施例为本发明所述的一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒，以重量百分比计，所述多功能母粒包括无机银系抗菌剂5％、聚烯烃弹性体(poe)35％、玻璃微珠(粒度为150μm)44.2％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.2％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.2％、聚乙烯蜡0.2％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.05％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.05％、阻胺类稳定剂7700.05％、光稳定剂uv-3270.05％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为50g/10min的粒料)5％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)10％。
上述一种用于无规聚丙烯管的多功能母粒的制备方法同实施例5。
对比例1
本对比例为一种用于无规聚丙烯管的母粒，以重量百分比计，所述母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.5％、聚乙烯蜡0.5％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.25％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.25％、阻胺类稳定剂7700.25％、光稳定剂uv-3270.25％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)10％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将玻璃微珠、无机银系抗菌剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)、lldpe树脂投入捏合机中进行捏合20min并破碎；
(2)将聚烯烃弹性体(poe)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、光稳定剂uv-327、阻胺类稳定剂770、ppr树脂与步骤(1)制得的捏合破碎料加入混料机中低速混合5min，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述母粒。
对比例2
本对比例为一种用于无规聚丙烯管的母粒，以重量百分比计，所述母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.3％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.5％、聚乙烯蜡0.5％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.15％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.15％、阻胺类稳定剂7700.2％、光稳定剂uv-3270.2％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)10％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将玻璃微珠、无机银系抗菌剂、聚乙烯蜡、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)、lldpe树脂投入捏合机中进行捏合20min并破碎；
(2)将聚烯烃弹性体(poe)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、光稳定剂uv-327、阻胺类稳定剂770、ppr树脂与步骤(1)制得的捏合破碎料加入混料机中低速混合5min，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述母粒。
对比例3
本对比例为一种用于无规聚丙烯管的母粒，以重量百分比计，所述母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.3％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.5％、聚乙烯蜡0.5％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.15％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.15％、阻胺类稳定剂7700.2％、光稳定剂uv-3270.2％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)10％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔融指数为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将玻璃微珠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)投入混料机中进行低速混合10min进行表面活化；
(2)将配方其余组分与步骤(1)制得的活化玻璃微珠加入混料机中低速混合5min，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述母粒。
对比例4
本对比例为一种用于无规聚丙烯管的母粒，以重量百分比计，所述母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.6％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.4％、聚乙烯蜡0.4％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.15％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.15％、阻胺类稳定剂7700.15％、光稳定剂uv-3270.15％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)10％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将无机银系抗菌剂、玻璃微珠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)投入混料机中进行低速混合10min进行表面活化；
(2)将聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)、lldpe树脂与步骤(1)制得的活化物投入捏合机中进行捏合20min并破碎；
(3)将聚烯烃弹性体(poe)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、光稳定剂、阻胺类稳定剂770、光稳定剂uv-327、ppr树脂与步骤(2)制得的捏合破碎料加入混料机中低速混合5min，将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒，即可制得所述母粒。
对比例5
本对比例为一种用于无规聚丙烯管的母粒，以重量百分比计，所述母粒包括无机银系抗菌剂10％、聚烯烃弹性体(poe)20％、玻璃微珠(粒度为10μm)40％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)0.6％、乙撑双硬脂酸酰胺(ebs)0.4％、聚乙烯蜡0.4％、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)0.15％、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)0.15％、阻胺类稳定剂7700.15％、光稳定剂uv-3270.15％、lldpe树脂(在温度190℃与负荷2.16kg条件下，熔指为20g/10min的粒料)10％和ppr树脂(在温度230℃与负荷2.16kg条件下，熔指为0.25g/10min的粒料)18％。
上述一种用于无规聚丙烯管的母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将玻璃微珠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)投入混料机中进行低速混合10min进行表面活化；
(2)将配方其余组分与步骤(1)制得的活化玻璃微珠投入捏合机中进行捏合20min并破碎；
(3)将步骤(2)得到的捏合破碎料加入双螺杆挤出机挤出，经经冷却烘干切粒，即可制得所述母粒。
实验例1
本实验例将实施例1-3与对比例1-5制得的母粒以4％重量比加入ppr树脂进行注塑，测试ppr树脂的各项性能，结果如表1所示。
表1测试ppr树脂的各项性能
从表1可知：(1)实施例1-3，测试结果表明偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)用量在玻璃微珠用量0.67％到2.22％时，采用实施粒工艺生产的母粒性能和产率差别不大；(2)对比例1测试结果表明，在无偶联剂对玻璃微珠活化情况下，力学性能下降明显，且挤出产率略有下降，隔热效果也变差；(3)对比例2测试结果表明，尽管配方中含硅烷偶联剂，如果没有进行预先活化，各项力学性能和隔热效果均有下降，且产率也略下降；(4)对比例3测试结果表明，在预先活化玻璃微珠后，未通过捏合预混步骤，直接混合挤出情况下力学性能、隔热效果及产率均会下降；(5)对比例4测试结果表明，在抗菌剂与玻璃微珠同时进行活化处理条件下，各项力学性能与产率均会有小幅下降；(6)对比例5测试结果，表明将活化玻璃微珠与配方中所有其他组分一同捏合破碎挤出工艺下，各项性能基本不变，但产率明显下降。
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。