[發明專利]制備PP-R納米管材的復合材料及用該材料制備PP-R納米管材的方法

無效

• 申請號: 201010572850.0
• 申請日: 2010-12-05
• 公開（公告）號: CN102050996A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 吳金婷;陳林榮;吳進方
• 申請（專利權）人: 江西南氏管業有限公司
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08K3/34;C08K3/24;F16L9/12
• 代理公司: 宜春贛西專利代理事務所 36121
• 代理人: 朱兵

技術領域：本發明涉及一種PP-R管材及制備方法，特別是制備PP-R納米管材的復合材料及用該材料制備PP-R納米管材的方法。

背景技術：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，采用無規共聚聚丙烯經擠出成為管材，即PP-R管材，其是歐洲90年代開發出新型塑料管道產品，它具有良好的抗沖擊性能和長期的蠕變性而被廣泛的大量應用于城鄉建設的各類管網中，如房屋建筑中的冷熱水系統，飲用水系統及采暖供應系統等，但傳統的普通PP-R管材在一定場合下存在著剛性不很足，韌性較弱，及耐熱性差等缺陷，這樣就導致其使用壽命受到影響，同時使用領域亦受到局限，因而人們不斷對其材料組成不斷進行改進。

近年來，納米塑料管材的研究與應用成為熱點，并取得了一系列重大進展，比較好的解決了力學性能和耐熱性能等。但迄今大家仍集中于用納米級顆粒的無機物質如納米碳酸鈣、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，其存在的問題主要有三個方面，從而影響工業化生產以及推廣應用：（1）真正的≤100nm級的無機粉末不易制取，且價格高；（2）不便運輸、不便保存，易漂浮、易爆、易燃；（3）團聚現象嚴重，較難將納米粉末均勻散在塑料相中，導致性能的不理想或質量不穩定。

如中國專利公告號為CN01129106.D《納米聚丙烯管材專用料及其制備方法》及專利申請號為200810203015.2的《PP-R抗菌管件》等均是對現有PP-R管材的改進，其拓展了PP-R管材的應用范圍，但其生產工藝相對復雜，成品率偏低生產成本高等。

發明內容：本發明就是要提供一種制備PP-R納米管材的復合材料及用該材料制備PP-R納米管材的方法，采用有機層狀納米蒙脫土與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，制得的復合材料具有優良的物理力學性能和熱穩定性能，生產工藝簡單，操作方便，加工性能優良，生產成本低。

本發明的一種制備PP-R納米管材的復合材料，包括如下質量組份組成：

???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。

本發明所述的納米蒙脫土為鈉基硅鋁酸鹽有機納米蒙脫土，其粒徑為400-800目，內部結構是片層厚為0.8-1.2nm，長、寬為80-120nm，層間距為1.5-3.0nm。

本發明納米蒙脫土加入的質量份為3-6。

本發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納米管材的復合材料為原料，按如下工藝進行：

1）向加熱攪拌機內加入配比的PP單聚合物，納米蒙脫土，白油及現有工藝量的穩定劑，于40-60℃下攪拌，時間20-40min，然后加入氧化劑，填充料再繼續攪拌20-30min，得混合物料；

2）將1）步混合物料經擠注機熔煉片層剝離，擠出，然后按現有工藝拉管，冷卻切割制PP-R納米管材。

所述混合物料經擠注機于190-260℃下進行熔煉片層剝離，擠出。

本發明采用的納米蒙脫土具有獨特的層狀納米結構而非顆粒納米蒙脫土與PP單聚合物熔體反應，在PP單體或PP聚合物熔體混合過程中剝離為納米尺度的結構片層，均勻分散插層在PP單聚合物基體中，從而形成制備PP-R納米管材的復合材料，然后經雙螺桿擠出機內熔煉擠出、拉管、切割成形為各種型號的PP-R納米管材。制備出的PP-R納米管材具有優良的物理學性能和熱穩定性能。

具體實施方式:?重量份

實施例1重量份???納米蒙脫土可選用市場上銷售的鈉基硅鋁酸鹽類有機蒙脫土，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℃，加入烷基聚胺鹽，季銨鹽用量為蒙脫土重量的1/3，以促使正反應加速，同時用100-150r/min速度攪拌，攪拌1-2h；

（2）用高速離心機分散液相和固相，分離出的水液可回收，反復用于蒙脫土制成漿液；

（3）將固相用去離子水洗滌至用0.1mol/L的AgNO₃檢測無白色沉淀為止，洗滌用水可回收，反復用于蒙脫土制成漿液；

（4）烘干、粉碎G至細度400-800目，即獲得納米蒙脫土。

制備PP-R納米管材的復合材料，各組份按下列配比混合：