热水器内胆用α晶型聚丙烯组合物及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种热水器内胆用α晶型嵌段共聚聚丙烯复合物及其制备方法，具体涉及用于民用以及工业用太阳能热水器和电热水器内胆复合物及其制备方法。
背景技术
目前市场上热水器主要有两种内胆材料，不锈钢内胆和搪瓷内胆。不锈钢内胆，制造工艺较复杂：剪板-冲孔-圆桶-焊缝-焊接各种工件-保温层发泡，但其耐腐蚀，耐酸碱性差，易结垢，焊接部位遇高温易氧化锈蚀，最终造成水箱漏水直至整台热水器报废.不锈钢材料，其耐压程度小，容易漏水，保温差，寿命短。搪瓷内胆是在普通钢板上涂烧一层无机质陶釉而制成，造价高昂，加工工艺要求高，生产过程中容易产生气泡或针眼，同时搪瓷脆性较大，震动、碰撞容易产生鳞爆现象。另外，搪瓷在热水中会逐渐溶解剥落，技术上称为“沸水失重”现象，这种胆在完好时最卫生.但很多有质量问题.或年久搪瓷脱落会污染水质锈蚀漏水.故障率很高。以上这些因素，都会造成搪瓷涂层下的普通钢板暴露，形成腐蚀漏水。可以看出以上两种内胆材料制造工艺复杂，成本高昂，存在质量隐患。随着太阳能市场的拓展以及向农村方向的推广，许多太阳能生产厂家都在考虑如何在保证太阳能性能的同时降低成本，这首先考虑的就是太阳能内胆的选材与制作工艺方面。
聚丙烯问世以来，以出色的热性能和机械性能在很多领域，如注塑、薄膜、纤维生产中得到广泛的应用，这种通用性和经济性使聚丙烯超过了聚氯乙烯、聚苯乙烯，成为仅次于聚乙烯的第二大合成树脂。尤其是随着各种晶型聚丙烯实现了商业化的推广应用，使聚丙烯在工程塑料和功能材料上有非常广阔的前景。其中，α晶型成核剂是聚丙烯中应用最成熟的成核剂。
α晶型成核剂有效的解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，明显提高聚丙烯材料的拉伸强度和弯曲模量，并且提高嵌段共聚聚丙烯的热变形温度10-15度。这使α晶型成核剂改性的嵌段共聚聚丙烯替代传统的金属和陶瓷热水器内胆成为可能。采用α晶型嵌段共聚聚丙烯制造的热水器内胆具有以下优点：1.成本低：相对目前市场上的不锈钢内胆和搪瓷内胆，在保证热水器正常工作性能的基础上大大降低了成本价格，增加了热水器更多的利润空间。2.环保：材料为环保材料，无毒、无异味，不会对人的身体产生任何副作用。3.无缝防漏：采用滚塑、吹塑、注塑或者挤出一次性成型，突破了其他金属材质设计生产局限，解决了金属内胆焊接处易腐蚀漏水的隐患。无缝、无焊点，防漏、密封性好。4.清洁不结垢：聚丙稀塑料特性有效阻止了水垢的形成，该材料制造的热水器内胆内壁均匀光滑，而且自身不产生静电，不容易被侵蚀。5.耐高温：采用α晶型成核剂改性的嵌段共聚聚丙烯经高温测试可耐1α0℃以上高温。6.保温性能好：具有隔热保温性能，大幅度提高了保温效果，延长了热水的使用时间，保温性能更有效。7.使用寿命长：α晶型嵌段共聚聚丙烯具有优越的耐酸碱性，适用温度范围宽。
但是，太阳能热水器内胆在空晒情况下内部温度非常高，一般可以达到150℃左右。普通的α晶型聚丙烯(包括α晶型嵌段共聚聚丙烯)通常不能满足空晒的要求。
中国专利CN 101358012A公开了一种热水器内胆用聚丙烯复合物，其配方体系为聚丙烯和成核剂两组分。但是，该聚丙烯复合物并没有满足太阳能热水器的所有要求，例如空晒。
因此，本领域中急需用于制备热水器(特别是太阳能热水器)的内胆材料。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种用于热水器特别是太阳能热水器内胆的材料，它具有耐高温(通常能够满足空晒的要求)、耐腐蚀、耐水垢、高强度、卫生的优点。
本发明提供了一种热水器内胆用的嵌段共聚聚丙烯组合物，所述组合物包括以下组分：
(a)100重量份的嵌段共聚聚丙烯；
(b)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.1-5重量份，更好0.2-3重量份，最好0.3-2重量份的热稳定剂；
(c)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.05-5重量份，更好0.1-2重量份，最好0.5-1重量份的加工助剂，所述加工助剂选自低分子量酯化合物、金属皂化合物、硬脂酸复合酯化合物和酰胺化合物中的一种或多种；
(d)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.01-8重量份，更好0.02-5重量份，最好0.03-4重量份的α晶型成核剂。
在本发明的一个优选实例中，所述热稳定剂选自酚化合物、胺化合物、亚磷酸酯化合物、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物或杯芳烃中的一种或其混合物；较好地，所述酚化合物选自烷基单酚、烷基双酚、硫化双酚、三嗪化合物、受阻酚化合物、半受阻酚化合物、苯甲酸酯受阻酚及其组合；较好地，所述酚化合物包括受阻酚1010、受阻酚1076、受阻酚330、受阻酚168、双酚A、双酚C、2，6-二叔丁基对甲酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-叔丁基-4-羟基苄基)苯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)三甲基苯以及2，2’-甲撑双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)及其组合；较好地，所述胺化合物选自萘胺、二苯胺、对苯二胺、喹啉衍生物及其组合；较好地，所述胺化合物选自苯基对苯二胺、二苯基对苯二胺、4-羟基十二烷酸酰替苯胺以及4-羟基十八烷酸酰替苯胺及其组合；较好地，所述亚磷酸酯化合物选自亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯一辛酯、亚磷酸二苯一癸酯、亚磷酸三(壬基苯酯)、亚磷酸辛二苯酯及其组合；较好地，所述丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物是硫代二丙酸二月桂酯；较好地，所述杯芳烃选自杯〔4〕芳烃、杯〔6〕芳烃、杯〔8〕芳烃、对叔丁基杯〔4〕芳烃、对叔丁基杯〔6〕芳烃和对叔丁基杯〔8〕芳烃及其组合。
在本发明的一个优选实例中，所述低分子量酯化合物包括低分子量硬脂酸酯，如单、二或三硬脂酸烷基酯；较好地，所述低分子量酯化合物包括硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油三酯及其组合；较好地，所述金属皂化合物包括羧酸盐，如羧酸的铅盐、钡盐、镉盐、锌盐和/或钙盐；较好地，所述金属皂化合物选自硬脂酸铅、2-乙基乙酸铅、水杨酸铅、三盐基硬脂酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、三盐基马来酸铅、硬脂酸钡、丹桂酸钡、蓖麻酸钡、硬脂酸镉、蓖麻酸镉、硬脂酸钙、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁及其组合；较好地，所述硬脂酸复合酯化合物包括多元醇单或多硬脂酸酯；较好地，所述硬脂酸复合酯化合物选自三聚甘油单硬脂酸、聚甘油单硬脂酸酯、山梨醇单硬脂酸酯、乙二醇单硬脂酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、二聚甘油单硬脂酸、三聚甘油二硬脂酸酯、聚甘油二硬脂酸酯、山梨醇二硬脂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、山梨醇酐二硬脂酸酯、二聚甘油二硬脂酸酯及其组合；较好地，所述酰胺化合物包括羧酸酰胺，如油酸酰胺、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、蓖麻酸酰胺、丹桂酸酰胺、水杨酸酰胺、乙酰胺、丙酰胺、软脂酸酰胺及其组合。
在本发明的一个优选实例中，所述α-成核剂包括无机α-成核剂、有机α-成核剂和聚合物型α-成核剂；较好地，所述无机α-成核剂包括滑石粉、二氧化硅、云母及其组合；较好地，所述有机α-成核剂包括芳基磷酸盐、山梨醇型化合物、羧酸金属盐、去氢枞酸及其盐、支化酰胺化合物及其组合；较好地，所述聚合物型α-成核剂包括聚乙烯基环烷烃，例如聚乙烯基环丁烷、聚乙烯基环己烷、聚乙烯基环戊烷、聚乙烯基-2-甲基环己烷、聚3-甲基-1-丁烯及其组合。
在本发明的一个优选实例中，所述α-成核剂选自滑石粉，二氧化硅，苯甲酸皂，山梨醇，芳基磷酸盐，羧酸金属盐，脱氢松香酸，脱氢松香酸皂，支化酰胺以及聚乙烯基环烷烃等的一种或几种。
本发明还提供了一种热水器内胆用的α晶型嵌段共聚聚丙烯材料，所述材料由本发明所述的嵌段共聚聚丙烯组合物制成，所述组合物包括以下组分：
(a)100重量份的嵌段共聚聚丙烯；
(b)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.1-5重量份，更好0.2-3重量份，最好0.3-2重量份的热稳定剂；
(c)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.05-5重量份，更好0.1-2重量份，最好0.5-1重量份的加工助剂，所述加工助剂选自低分子量酯化合物、金属皂化合物、硬脂酸复合酯化合物和酰胺化合物中的一种或多种；
(d)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.01-8重量份，更好0.02-5重量份，最好0.03-4重量份的α晶型成核剂。
本发明还提供了一种制备热水器内胆用的α晶型嵌段共聚聚丙烯材料的方法，所述方法包括：用挤出机将本发明所述的嵌段共聚聚丙烯组合物挤出造粒。
本发明还提供了一种热水器用的内胆，所述内胆由本发明所述的α晶型聚丙烯材料制成。
本发明还提供了一种组合物在制备热水器内胆中的用途，所述组合物包括以下组分：
(a)100重量份的嵌段共聚聚丙烯；
(b)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.1-5重量份，更好0.2-3重量份，最好0.3-2重量份的热稳定剂；
(c)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.05-5重量份，更好0.1-2重量份，最好0.5-1重量份的加工助剂，所述加工助剂选自低分子量酯化合物、金属皂化合物、硬脂酸复合酯化合物和酰胺化合物中的一种或多种；
(d)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份，较好0.01-8重量份，更好0.02-5重量份，最好0.03-4重量份的α晶型成核剂。
本发明还提供了一种热水器，所述热水器包括本发明所述的热水器用的内胆。
本发明所述的α晶型嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2。采用该材料制备的热水器内胆具有优异的内表面光泽度、良好的电绝缘性、耐高温、耐水垢、高强度、卫生性和耐压性，与金属和陶瓷内胆相比具有生产周期短和加工成本低的优点。
【具体实施方式】
本文所公开的“范围”以下限和上限的形式。可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的。选定的下限和上限限定了特别范围的边界。所有可以这种方式进行限定的范围是包含和可组合的，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4、和2-5。
在本发明中，除非有其他说明，组合物的各组分的含量范围以及其优选范围之间可以相互组合形成新的技术方案。
在本发明中，除非有其他说明，各个技术方案的技术特征可以相互组合形成新的技术方案。为了简要目的，申请人在说明书中省略了这些组合的具体描述，但是可以认为，本说明书的公开范围已经具体包含了这些通过组合得到的技术方案。
在本发明中，除非有其他说明，“其组合”表示所述各元件的多组分混合物，例如两种、三种、四种以及直到最大可能的多组分混合物。
在本发明中，除非有其他说明，所有“份”和百分数(％)都指重量百分数。
在本发明中，除非有其他说明，所有组合物中各组分的百分数之和为100％。
在本发明中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。
在本发明中，除非有其他说明，整数数值范围“a-b”表示a到b之间的任意整数组合的缩略表示，其中a和b都是整数。例如整数数值范围“1-N”表示1、2……N，其中N是整数。
在本说明书中提到所有文献(包括专利公开文本以及非专利公开文献)都以引用的方式全文插入于此，作为本说明书的一部分。为了简要起见，本说明书不再对上述文献的全文进行描述，但并不表示上述文献的内容并没有公开在本说明书中。
如果没有明确指出，则本发明中所用的术语“一种”是指“至少一种”。
在本发明中，除非有其他说明，所述“烷基”表示C1-C8烷基，例如C1-C6烷基、C1-C4烷基，较好是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基。
在本发明中，除非有其他说明，所述“芳基”表示C6-C20芳基，例如C6-C12芳基、C6-C10芳基，较好是苯基等。
在本发明中，除非有其他说明，所述“热水器”包括电热水器、太阳能热水器等常用的用于加热水到装置。
在本发明中，除非有其他说明，所述“内胆”表示热水器中用于存储以及以其他方式使水停留在热水器中的任意装置，例如水箱等等。
在本发明中，除非有其他说明，所述“低分子量”一般表示分子量小于1000，较好小于800，更好小于500，最好小于300。优选地，所述“低分子量”表示10-1000，较好20-800，更好30-500，最好50-300的分子量。
本发明一方面提供了一种热水器内胆用的嵌段共聚聚丙烯组合物，所述组合物包括以下组分：
(a)100重量份的嵌段共聚聚丙烯；
(b)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的热稳定剂；
(c)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的加工助剂，所述加工助剂选自低分子量酯化合物、金属皂化合物、硬脂酸复合酯化合物和酰胺化合物中的一种或多种；
(d)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的α晶型成核剂。
在本发明中，所述嵌段共聚聚丙烯是常规的，它可以是本领域中任意的常用聚丙烯。在本发明的一个优选实例中，所述嵌段共聚聚丙烯是熔体流动速率在0.01-100g/10min的嵌段共聚聚丙烯。在本发明的另一个优选实例中，所述嵌段共聚聚丙烯包括PP B8101(燕山石化)，PP AW191(台湾福聚)，PP K9017(台化)，PPCB5230(大韩油化)，PP CB5290(大韩油化)，PP EP540V(韩国大林)。
在本发明中，所述热稳定剂是常规的，它可以是本领域中常用的热稳定剂。在本发明的一个优选实例中，所述热稳定剂选自酚化合物、胺化合物、亚磷酸酯化合物、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物或杯芳烃中的一种或其混合物。
在本发明中，作为热稳定剂的酚化合物在本领域中是常规的，它可以是例如但不限于烷基单酚、烷基双酚、硫化双酚、三嗪化合物、受阻酚化合物、半受阻酚化合物、苯甲酸酯受阻酚及其组合等。在本领域中，常用的酚化合物包括受阻酚1010、受阻酚1076、受阻酚330、受阻酚168、双酚A、双酚C、2，6-二叔丁基对甲酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-叔丁基-4-羟基苄基)苯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)三甲基苯以及2，2’-甲撑双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)及其组合。在本发明的一个优选实例中，所述酚化合物选自Irganox 1010(汽巴公司)。
在本发明中，作为热稳定剂的胺化合物是常规的，它可以是例如但不限于萘胺、二苯胺、对苯二胺、喹啉衍生物及其组合。在本发明的一个优选实例中，所述胺化合物选自苯基对苯二胺、二苯基对苯二胺、4-羟基十二烷酸酰替苯胺以及4-羟基十八烷酸酰替苯胺及其组合。在本发明的一个优选实例中，所述胺化合物选自NC-GX45(广州诺驰)。
在本发明中，作为热稳定剂的亚磷酸酯化合物是常规的，它可以是例如但不限于亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯一辛酯、亚磷酸二苯一癸酯、亚磷酸三(壬基苯酯)、亚磷酸辛二苯酯及其组合。在本发明的一个优选实例中，所述亚磷酸酯化合物选自627A(康普顿)。
在本发明中，作为热稳定剂的丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物是常规的，它可以是例如但不限于硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双十八醇酯、硫代二丙酸双十四酯、硫代二丙酸双十三醇酯及其组合。在本发明的一个优选实例中，所述丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物选自DLTDP(雅宝)。
在本发明中，作为热稳定剂的杯芳烃是常规的，它可以是例如但不限于杯〔n〕芳烃，其中n为1到10的正整数，例如杯〔4〕芳烃、杯〔6〕芳烃和杯〔8〕芳烃。所述杯芳烃也可以是上述杯〔n〕芳烃的衍生物，如对叔丁基杯〔n〕芳烃，例如对叔丁基杯〔4〕芳烃、对叔丁基杯〔6〕芳烃和对叔丁基杯〔8〕芳烃。在本发明的一个优选实例中，所述杯芳烃选自对叔丁基杯〔8〕芳烃(百灵威)。
在本发明的嵌段共聚聚丙烯组合物中，所述热稳定剂的用量通常为0.01-10重量份，较好0.1-5重量份，更好0.2-3重量份，最好0.3-2重量份，以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计。
在本发明中，用作所述加工助剂的低分子量酯化合物是常规的，它可以是例如但不限于低分子量硬脂酸酯，如单、二或三硬脂酸烷基酯。在本发明的一个优选实例中，所述低分子量酯化合物包括硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油三酯及其组合。在本发明的另一个实例中，所述低分子量酯化合物选自硬脂酸单甘油酯(汽巴)。
在本发明中，用作所述加工助剂的金属皂化合物是常规的，它可以是例如但不限于羧酸盐，如羧酸的铅盐、钡盐、镉盐、锌盐和/或钙盐。在本发明的一个优选实例中，所述金属皂化合物选自硬脂酸铅、2-乙基乙酸铅、水杨酸铅、三盐基硬脂酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、三盐基马来酸铅、硬脂酸钡、丹桂酸钡、蓖麻酸钡、硬脂酸镉、蓖麻酸镉、硬脂酸钙、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁及其组合。在本发明的另一个优选实例中，所述金属皂化合物选自硬脂酸锌(山东友和助剂有限公司)。
在本发明中，用作所述加工助剂的硬脂酸复合酯化合物是常规的，它可以是例如但不限于多元醇单或多硬脂酸酯。在本发明的一个优选实例中，所述硬脂酸复合酯化合物选自三聚甘油单硬脂酸、聚甘油单硬脂酸酯、山梨醇单硬脂酸酯、乙二醇单硬脂酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、二聚甘油单硬脂酸、三聚甘油二硬脂酸酯、聚甘油二硬脂酸酯、山梨醇二硬脂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、山梨醇酐二硬脂酸酯、二聚甘油二硬脂酸酯及其组合。在本发明的另一个优选实例中，所述硬脂酸复合酯化合物选自三聚甘油单硬脂酸(郑州天通食品配料有限公司)。
在本发明中，用作所述加工助剂的酰胺化合物是常规的，它可以是例如但不限于羧酸酰胺，如油酸酰胺、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、蓖麻酸酰胺、丹桂酸酰胺、水杨酸酰胺、乙酰胺、丙酰胺、软脂酸酰胺及其组合。在本发明的一个优选实例中，所述酰胺化合物选自油酸酰胺(鲁博化工)。
在本发明的嵌段共聚聚丙烯组合物中，所述加工助剂的用量通常为0.01-10重量份，较好0.05-5重量份，更好0.1-2重量份，最好0.5-1重量份，以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计。
在本发明中，所述α-成核剂是常规的，本领域的普通技术人员根据本发明的描述再结合其专业知识可以直接推导出哪些α-成核剂可用于本发明。通常，用于聚丙烯(如嵌段共聚聚丙烯)的α-成核剂一般分为无机α-成核剂、有机α-成核剂和聚合物型α-成核剂。通常，无机α-成核剂包括滑石粉、二氧化硅、云母及其组合。通常，有机α-成核剂包括芳基磷酸盐、山梨醇型化合物、羧酸金属盐、去氢枞酸及其盐、支化酰胺化合物及其组合。通常，所述聚合物型α-成核剂包括聚乙烯基环烷烃，例如聚乙烯基环丁烷、聚乙烯基环己烷、聚乙烯基环戊烷、聚乙烯基-2-甲基环己烷、聚3-甲基-1-丁烯及其组合。
在本发明中，用作α-成核剂的芳基磷酸盐主要包括但不限于双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸钠、[2，2亚甲基-二(4，6-二正丁基苯酚)磷酸钠]、[亚甲基双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸铝]及其组合物。
在本发明中，用作α-成核剂的山梨醇型化合物主要包括但不限于米利肯公司的Millad3905、Millad3940、Millad3988；山西化工研究所的TM-1、TM-2、TM-6；湖北松滋市南海化工有限公司的SKY2-5988；及烟台只楚合成化学有限公司的ZG3及其组合。
在本发明中，用作α-成核剂的羧酸金属盐主要包括但不限于对叔丁基苯甲酸羟基铝；苯甲酸、己二酸、二苯基乙酸、癸二酸、苯二甲酸的钠、铁、铝、钛盐及其组合。
在本发明中，用作α-成核剂的去氢枞酸及其盐主要包括但不限于松香酸及其碱金属盐，例如购自日本荒川公司的KM-1300、KM-1500和KM-1600等。
在本发明中，用作α-成核剂的支化酰胺化合物主要包括但不限于1，3，5-三叔丁酰胺基苯等。
在本发明的一个优选实例中，所述α-成核剂选自滑石粉，二氧化硅，苯甲酸皂，山梨醇，芳基磷酸盐，羧酸金属盐，脱氢松香酸，脱氢松香酸皂，支化酰胺以及聚乙烯基环烷烃等的一种或几种。
在本发明的嵌段共聚聚丙烯组合物中，所述α-成核剂的用量通常为0.01-10重量份，较好0.01-8重量份，更好0.02-5重量份，最好0.03-4重量份，以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计。
在本发明中，本发明的聚合物组合物还可以包含本领域常常使用的其他添加剂，例如抗氧化剂、抗静电剂、发泡剂、润滑剂、抗冲改性剂、增塑剂、着色剂和填充剂。
在本发明中，抗氧化剂可以是本领域常常使用的任何抗氧化剂。在根据本发明的一个优选实施方案中，抗氧化剂选自以下物质：丁基化甲苯(BHT)、苯基-B-萘胺、烷基对醌、硫醚、水杨酸苯酯、巯基硫醚、硫代-丙酸酯、有机磷化合物、二硫代磺酸酯、酰胺化物、肼类、芳族胺化合物以及它们的组合。
在本发明中，抗静电剂可以是本领域常常使用的任何抗静电剂。在根据本发明的一个优选实施方案中，抗静电剂选自以下化合物：季铵盐、乙氧基化胺、脂族酯和磺化石蜡以及它们的组合。
在本发明中，发泡剂可以是本领域通常使用的任何发泡剂。在根据本发明的一个优选实施方案中，发泡剂选自以下物质：氮气、二氧化碳、空气、丁烷、戊烷、石油醚、二氟二氯甲烷、偶氮双甲酰胺、偶氮双异丁酯、以及它们的组合。
在本发明中，润滑剂可以是本领域通常使用的任何润滑剂。在本发明的一个优选实施方案中，润滑剂选自脂族酯类(例如，脂肪酸的单甘油酯)、以及它们的组合。
在本发明中，增塑剂可以是本领域通常使用的任何增塑剂。在本发明的一个优选实施方案中，增塑剂选自以下物质：对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、脂族二元酸酯、磷酸酯、氯化石蜡、以及它们的组合。
在本发明中，填充剂可以是任何填充剂，但是优选选自以下物质：碳酸钙、具有圆形和非圆形横截面的玻璃纤维、玻璃片、玻璃珠、碳纤维、滑石粉、云母、硅灰石、煅烧粘土、高岭土、硅藻土、硫酸镁、硅酸镁、硫酸钡、二氧化钛、碳酸铝钠、亚铁酸钡、钛酸钾以及它们的混合物。
具有非圆形横截面的玻璃纤维是指具有如下横截面的玻璃纤维，所述横截面具有与玻璃纤维的纵向垂直并且对应横截面中的最长直线距离的长轴。非圆形横截面具有对应横截面中垂直于长轴的方向上的最长直线距离的短轴。纤维的非圆形横截面可以具有多种形状，包括茧形(8字形)、矩形、椭圆形、近似三角形、多边形和长方形。本领域的技术人员应该理解，横截面可以具有其他形状。长轴的长度与短轴的长度的比率优选在约1.5∶1和约6∶1之间。该比率更优选在约2∶1和5∶1之间，然而更优选在约3∶1至约4∶1之间。合适的玻璃纤维在EP 0190001和EP 0196194中有所公开。
本发明另一方面提供了一种热水器内胆用的α晶型嵌段共聚聚丙烯材料，所述材料由本发明所述的嵌段共聚聚丙烯组合物制成，所述组合物包括以下组分：
(a)100重量份的嵌段共聚聚丙烯；
(b)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的热稳定剂；
(c)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的加工助剂，所述加工助剂选自低分子量酯化合物、金属皂化合物、硬脂酸复合酯化合物和酰胺化合物中的一种或多种；
(d)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的α晶型成核剂。
本发明另一方面提供了一种制备热水器内胆用的α晶型嵌段共聚聚丙烯材料的方法，所述方法包括：用挤出机将本发明所述的嵌段共聚聚丙烯组合物挤出造粒。
在本发明的一个优选实例中，所述热水器内胆用聚丙烯材料的制备方法如下：
将嵌段共聚聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、α晶型成核剂在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。
在本发明中，本发明所述的嵌段共聚聚丙烯组合物中可用其他材料也可以与所述嵌段共聚聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、α晶型成核剂一起挤出造粒。
本发明还提供了一种热水器用的内胆，所述内胆由本发明所述的α晶型聚丙烯材料制成。
通常，制备所述内胆的工艺包括但不限于滚塑、吹塑以及挤出等加工方法。
本发明还提供了一种组合物在制备热水器内胆中的用途，所述组合物包括以下组分：
(a)100重量份的嵌段共聚聚丙烯；
(b)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的热稳定剂；
(c)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的加工助剂，所述加工助剂选自低分子量酯化合物、金属皂化合物、硬脂酸复合酯化合物和酰胺化合物中的一种或多种；
(d)以100重量份的嵌段共聚聚丙烯计，0.01-10重量份的α晶型成核剂。
本发明产品，解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m2，采用该材料制备的热水器内胆具有优异的内表面光泽度、良好的电绝缘性和耐压性，与金属和陶瓷内胆相比具有生产周期短和加工成本低的优点。
下面结合实施例进一步举例说明本发明。应该理解，下述实施例仅用于说明目的，并不用于限制本发明。
实施例
实施例1
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP B8101(燕山石化)、0.5公斤热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、0.5公斤Irganox 168(CIBA公司)，0.5公斤加工助剂EBS(鲁博化工)、0.01公斤二(3，4-二甲基苄叉)山梨醇(DMDBS)(北大精细化工厂)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 112
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 27
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 150
弯曲强度 MPa ISO178-93 36
弯曲模量 MPa ISO178-93 1650
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 45
将实施例1所得材料采用挤出成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：1.9MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到142℃高温。
实施例2
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP AW191(台湾福聚)、0.5公斤热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、0.5公斤Irganox 168(CIBA公司)，0.5公斤加工助剂EBS(鲁博化工)、0.2公斤聚乙烯基环戊烷(上海国药)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 111
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 28
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 180
弯曲强度 MPa ISO178-93 37
弯曲模量 MPa ISO178-93 1750
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 49
将实施例2所得材料采用滚塑成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器进行耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：1.8MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到145℃高温。
实施例3
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP K9017(台化)、0.35公斤热稳定剂Irganox1010(CIBA公司)、0.35公斤Irganox 168(CIBA公司)，0.2公斤加工助剂硬脂酸锌(山东友和助剂)、1.1公斤1，3，5-三叔丁酰胺基苯(上海国药)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 110
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 27
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 190
性能 单位 测试标准 测试结果
弯曲强度 MPa ISO178-93 35
弯曲模量 MPa ISO178-93 1650
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 45
将实施例3所得材料采用吹塑成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：1.7MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到141℃高温。
实施例4
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP CB5230(大韩油化)、0.45公斤热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、0.45公斤Irganox 168(CIBA公司)，0.2公斤加工助剂硬脂酸钙(鲁博化工)、3.6公斤脱氢枞酸钾(上海国药)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 108
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 26.5
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 160
弯曲强度 MPa ISO178-93 34
弯曲模量 MPa ISO178-93 1620
缺口冲击强度 KJ/m ISO180-93 49
将实施例4所得材料采用吹塑成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：1.85MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到142℃高温。
实施例5
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP CB5290(大韩油化)、0.45公斤热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)、0.45公斤Irganox 168(CIBA公司)，0.2公斤加工助剂硬脂酸钙(鲁博化工)、1.5公斤对叔丁基苯甲酸羟基铝(上海国药)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 109
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 27
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 180
弯曲强度 MPa ISO178-93 36
弯曲模量 MPa ISO178-93 1680
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 47
将实施例5所得材料采用挤出成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：1.9MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到143℃高温。
对比例1
根据CN101358012A的实施例1制备用于热水器内胆的组合物，并与本发明实施例1相同的方法制成内胆和太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：1.2MPa(壁厚5mm)。
满水晒18天后出现漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试3天后，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，出现漏水。
冷库测试2天后，外部温度-20℃，出现变形、漏水。
空晒2天后出现变形，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到143℃高温。
实施例6
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP EP540V(韩国大林)、2公斤热稳定剂NC-GX45(广州诺驰)，0.05公斤加工助剂硬脂酸单甘油酯(汽巴)、0.03公斤5000目滑石粉(辽宁合山化工)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 112
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 26
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 190
弯曲强度 MPa ISO178-93 37
弯曲模量 MPa ISO178-93 1650
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 47
将实施例6所得材料采用吹塑成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：2.21MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到140℃高温。
实施例7
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP EPS30R(齐鲁石化)、0.35公斤热稳定剂627A(康普顿)，0.2公斤加工助剂硬脂酸钙(鲁博化工)、1.1公斤亚磷酸三苯酯TPP(汽巴)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 110
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 27.5
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 160
弯曲强度 MPa ISO178-93 35
弯曲模量 MPa ISO178-93 1550
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 49
将实施例7所得材料采用吹塑成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：2.18MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到142℃高温。
实施例8
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP B8101(燕山石化)、0.35公斤热稳定剂DLTDP(雅宝)，0.2公斤加工助剂硬脂酸单甘油酯(汽巴)、1.1公斤醋酸钠(上海试剂厂)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 111
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 25.8
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 200
弯曲强度 MPa ISO178-93 36
弯曲模量 MPa ISO178-93 1580
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 46
将实施例8所得材料采用吹塑成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：2.15MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到143℃高温。
实施例9
将100公斤嵌段共聚聚丙烯PP EPS30R(齐鲁石化)、0.35公斤热稳定剂对叔丁基杯〔8〕芳烃(百灵威)，0.2公斤加工助剂油酸酰胺(鲁博化工)、1.1公斤醋酸钠(上海试剂厂)在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到嵌段共聚聚丙烯材料。
上述嵌段共聚聚丙烯材料解决了普通嵌段共聚聚丙烯刚性不足的缺点，拉伸强度≥25MPa，弯曲模量≥1500MPa，缺口冲击强度≥40KJ/m
2，性能如下：
性能 单位 测试标准 测试结果
维卡软化点 ℃ ISO75/1-93 113
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 26.5
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 210
弯曲强度 MPa ISO178-93 35.2
性能 单位 测试标准 测试结果
弯曲模量 MPa ISO178-93 1640
缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 43
将实施例9所得材料采用吹塑成型工艺加工成热水器内胆，然后加工成太阳能热水器。将该太阳能热水器耐压测试、空晒测试以及满水测试，测试结果如下：
耐压等级：2.09MPa(壁厚5mm)。
满水晒38天无漏水和变形现象，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。
低温测试8天，日间温度0-2℃，夜间-5到2℃，无漏水。
冷库测试7天，外部温度-20℃，无变形、漏水。
空晒6天无变形无裂纹，其中日间室外温度35℃-40℃，夜间温度30℃左右。空晒期间，测内胆温度，局部达到141℃高温。