專(zhuān)利名稱(chēng)：制備pp-r納米管材的復(fù)合材料及用該材料制備pp-r納米管材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PP-R管材及制備方法，特別是制備PP-R納米管材的復(fù) 合材料及用該材料制備PP-R納米管材的方法。
背景技術(shù)：
PP-R管又叫聚丙烯管或者三型聚丙烯管，PP-R管材即為聚丙烯管材， 采用無(wú)規(guī)共聚聚丙烯經(jīng)擠出成為管材，即PP-R管材，其是歐洲90年代開(kāi)發(fā)出新型塑料管道 產(chǎn)品，它具有良好的抗沖擊性能和長(zhǎng)期的蠕變性而被廣泛的大量應(yīng)用于城鄉(xiāng)建設(shè)的各類(lèi)管 網(wǎng)中，如房屋建筑中的冷熱水系統(tǒng)，飲用水系統(tǒng)及采暖供應(yīng)系統(tǒng)等，但傳統(tǒng)的普通PP-R管 材在一定場(chǎng)合下存在著剛性不很足，韌性較弱，及耐熱性差等缺陷，這樣就導(dǎo)致其使用壽命 受到影響，同時(shí)使用領(lǐng)域亦受到局限，因而人們不斷對(duì)其材料組成不斷進(jìn)行改進(jìn)。近年來(lái)，納米塑料管材的研究與應(yīng)用成為熱點(diǎn)，并取得了一系列重大進(jìn)展，比較好 的解決了力學(xué)性能和耐熱性能等。但迄今大家仍集中于用納米級(jí)顆粒的無(wú)機(jī)物質(zhì)如納米碳 酸鈣、納米碳黑、納米云母石粉等與母體塑料的混合制備納米塑料的模式，其存在的問(wèn)題主 要有三個(gè)方面，從而影響工業(yè)化生產(chǎn)以及推廣應(yīng)用(1)真正的< IOOnm級(jí)的無(wú)機(jī)粉末不易 制取，且價(jià)格高；(2)不便運(yùn)輸、不便保存，易漂浮、易爆、易燃；(3)團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，較難將納 米粉末均勻散在塑料相中，導(dǎo)致性能的不理想或質(zhì)量不穩(wěn)定。如中國(guó)專(zhuān)利公告號(hào)為CN01U9106. D《納米聚丙烯管材專(zhuān)用料及其制備方法》及專(zhuān) 利申請(qǐng)?zhí)枮?00810203015. 2的《PP-R抗菌管件》等均是對(duì)現(xiàn)有PP-R管材的改進(jìn)，其拓展了 PP-R管材的應(yīng)用范圍，但其生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，成品率偏低生產(chǎn)成本高等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是要提供一種制備PP-R納米管材的復(fù)合材料及用該材料制 備PP-R納米管材的方法，采用有機(jī)層狀納米蒙脫土與PP單聚合物聚合使納米蒙脫土的片 層在PP基體中均勻分散，制得的復(fù)合材料具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能，生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單，操作方便，加工性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低。本發(fā)明的一種制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，包括如下質(zhì)量組份組成PP單聚合物100-120，納米蒙脫土 1-8 ，白油0.05-0. 5，氧化劑0.05-0. 8。本發(fā)明所述的納米蒙脫土為鈉基硅鋁酸鹽有機(jī)納米蒙脫土，其粒徑為400-800 目，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是片層厚為0. 8-1. 2nm，長(zhǎng)、寬為80_120nm，層間距為1. 5-3. Onm。本發(fā)明納米蒙脫土加入的質(zhì)量份為3-6。本發(fā)明所述氧化劑為氯酸鹽或氯化物或高錳酸鹽。所述氯酸鹽為了氯酸鉀，氯化物為三氯化鐵，高錳酸鹽為高錳酸鉀。一種PP-R納米管材的制備方法，以PP-R納米管材的復(fù)合材料為原料，按如下工藝 進(jìn)行1)向加熱攪拌機(jī)內(nèi)加入配比的PP單聚合物，納米蒙脫土，白油及現(xiàn)有工藝量的穩(wěn)定 劑，于40-60°C下攪拌，時(shí)間20-40min，然后加入氧化劑，填充料再繼續(xù)攪拌20-30min，得混 合物料；2)將1)步混合物料經(jīng)擠注機(jī)熔煉片層剝離，擠出，然后按現(xiàn)有工藝?yán)?，冷卻切割制 PP-R納米管材。
所述混合物料經(jīng)擠注機(jī)于190-260°C下進(jìn)行熔煉片層剝離，擠出。本發(fā)明采用的納米蒙脫土具有獨(dú)特的層狀納米結(jié)構(gòu)而非顆粒納米蒙脫土與PP單 聚合物熔體反應(yīng)，在PP單體或PP聚合物熔體混合過(guò)程中剝離為納米尺度的結(jié)構(gòu)片層，均勻 分散插層在PP單聚合物基體中，從而形成制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，然后經(jīng)雙螺桿擠 出機(jī)內(nèi)熔煉擠出、拉管、切割成形為各種型號(hào)的PP-R納米管材。制備出的PP-R納米管材具 有優(yōu)良的物理學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能。
具體實(shí)施例方式重量份實(shí)施例1重量份 納米蒙脫土可選用市場(chǎng)上銷(xiāo)售的鈉基硅鋁酸鹽類(lèi)有機(jī)蒙脫土，也 可采用下列方法制備制得；(1)將濃度為8-15%的鈉基蒙脫土或蒙脫石水溶液于75-80°C，加入烷基聚胺鹽，季 銨鹽用量為蒙脫土重量的1/3，以促使正反應(yīng)加速，同時(shí)用100-150r/min速度攪拌，攪拌 l-2h ；(2)用高速離心機(jī)分散液相和固相，分離出的水液可回收，反復(fù)用于蒙脫土制成漿液；(3)將固相用去離子水洗滌至用0.lmol/L的AgNO3檢測(cè)無(wú)白色沉淀為止，洗滌用水可 回收，反復(fù)用于蒙脫土制成漿液；(4)烘干、粉碎G至細(xì)度400-800目，即獲得納米蒙脫土。制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，各組份按下列配比混合PP單聚合物100份 納米蒙脫土 1-8份 白油0. 05-0. 5份氧化劑0. 06-0. 5份納米蒙脫土粒徑選用600目?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)片層厚l.Onm，長(zhǎng)、寬度為90-100nm，層間距為 1. 8nm。利用上述各組份配比制備PP-R納米管材方法，(1)向高速加熱攪拌機(jī)內(nèi)加入上述 組分的PP單聚合物、納米蒙脫土、白油和氧化劑，在40-60°C條件下高速攪拌，20-30分鐘 后；(2)然后按現(xiàn)有技術(shù)的原有工藝配方，加入填充料如20-30份輕質(zhì)CaCO3和其它助劑等， 再繼續(xù)高速攪拌20分鐘得混合物料；(3)將混合物料通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)于190-260°C熔煉、 片層剝離、擠出，然后按原有工藝?yán)堋⒗鋮s、切割、制成PP-R納米管材。實(shí)施例2 重量份制備PP-R納米管材的復(fù)合材料各組分配比如下PP單聚合物 100，納米蒙脫土 1，白油0. 1，氧化劑KClO3O. 08。1、將PP單聚合物與納米蒙脫土按100 1的比例混合，依次加入0. 1份白油、0. 08 份的氧化劑KClO3在40-60°C條件下高速攪拌20-30分鐘后，按原有工藝配方，加入填充料 如20-30份CaCO3和其它助劑等，再繼續(xù)高速攪拌20分鐘；2、將混和后的物料通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)于190-260°C熔煉、片層剝離、擠出，然后拉管、冷 卻、切割、制成PP-R納米管材。制備的PP-R納米管材的力學(xué)性能和耐溫性如下表。PP-R納米管材的力學(xué)性能和耐溫性
權(quán)利要求
1.一種制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，包括如下質(zhì)量組份組成PP單聚合物100-120，納米蒙脫土 1-8 ，白油0.05-0. 5，氧化劑0.05-0. 8。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，其特征是所述的納米蒙脫土 為鈉基硅鋁酸鹽有機(jī)納米蒙脫土，其粒徑為400-800目，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是片層厚為0. 8-1. 2nm, 長(zhǎng)、寬為80-120nm，層間距為1. 5-3. Onm。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，其特征是納米蒙脫土加入的 質(zhì)量份為3-6。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，其特征是所述氧化劑為氯酸 鹽或氯化物或高錳酸鹽。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，其特征是所述氯酸鹽為了氯 酸鉀，氯化物為三氯化鐵，高錳酸鹽為高錳酸鉀。
6.一種PP-R納米管材的制備方法，以PP-R納米管材的復(fù)合材料為原料，其特征是按如 下工藝進(jìn)行1)向加熱攪拌機(jī)內(nèi)加入配比的PP單聚合物，納米蒙脫土，白油及現(xiàn)有工藝量的穩(wěn)定 劑，于40-60°C下攪拌，時(shí)間20-40min，然后加入氧化劑，填充料再繼續(xù)攪拌20-30min，得混 合物料；2)將1)步混合物料經(jīng)擠注機(jī)熔煉片層剝離，擠出，然后按現(xiàn)有工藝?yán)?，冷卻切割制 PP-R納米管材。
7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的PP-R納米管材的制備方法，其特征是所述混合物料經(jīng)擠注機(jī) 于190-260°C下進(jìn)行熔煉片層剝離，擠出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備PP-R納米管材的復(fù)合材料及用該材料制備PP-R納米管材的方法；制備PP-R納米管材的復(fù)合材料，包括如下質(zhì)量組份組成PP單聚合物100-120，納米蒙脫土1-8，白油0.05-0.5，氧化劑0.05-0.8。采用有機(jī)層狀納米蒙脫土與PP單聚合物聚合，使納米蒙脫土在PP基體中均勻分散，制得的復(fù)合材料具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，加工性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)F16L9/12GK102050996SQ201010572850
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月5日
發(fā)明者吳進(jìn)方, 吳金婷, 陳林榮 申請(qǐng)人:江西南氏管業(yè)有限公司