一种增强耐热塑胶管材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种增强耐热塑胶管材料及其制备方法，所述塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计：聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯、石油树脂、200目硅胶粉、二甘醇、纳米硅铝粉、二正辛基二硫代氨基甲酸镧、1250目滑石粉、纳米氧化锌、玉石粉、间苯二甲酸?5?磺酸钠、硅烷偶联剂KH550、邻苯二甲酸二辛酯、1,2?二氢喹啉和相容剂。本发明所制备的塑胶管材料显示良好的耐热性和较佳的机械强度，可满足实际应用需求。
【专利说明】
一种増强耐热塑胶管材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及管道材料技术领域，具体涉及一种增强耐热塑胶管材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然 气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。在管道中，以塑胶管道的使用范围最为广泛。
[0003] 塑胶管道通常是以合成树脂为原料、加入稳定剂、润滑剂、增塑剂等，以"塑"的方 法在制管机内经挤压加工而成，由于它具有制作方便、质轻、成本低廉、耐腐蚀、施工方便等 特点，在生产生活中广泛应用。然而目前的塑胶管存在抗压强度低、不耐高温和腐蚀，并且 也容易老化等不足，整体使用寿命有限。因此，需要不断对传统的塑胶管材料的性能进行优 化改进。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种增强耐热塑胶管材 料及其制备方法，以改善传统塑胶管的抗压强度低、不耐高温和腐蚀，且容易老化等不足。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采取的一种技术方案是提供一种增强耐热塑胶管 材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯80~130份、甲苯二异氰酸酯20~50份、聚醚砜树脂15~30份、聚四氟乙烯8~16份、 石油树脂10~20份、200目硅胶粉8~15份、二甘醇6~13份、纳米硅铝粉5~12份、二正辛基二硫 代氨基甲酸镧6~11份、1250目滑石粉4~10份、纳米氧化锌5~11份、玉石粉4~9份、间苯二甲 酸-5-磺酸钠4~11份、硅烷偶联剂KH550 2~6份、邻苯二甲酸二辛酯1~4份、1，2_二氢喹啉1~5 份和相容剂2~6份。
[0006] 优选地，所述相容剂为聚乙烯辛烯共弹性体或马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。
[0007] 优选地，所述的增强耐热塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯80~115份、甲苯二异氰酸酯32~50份、聚醚砜树脂18~30份、聚四氟乙烯10~16份、 石油树脂12~20份、200目硅胶粉8~13份、二甘醇8~13份、纳米硅铝粉7~12份、二正辛基二硫 代氨基甲酸镧8~11份、1250目滑石粉4~8份、纳米氧化锌7~11份、玉石粉6~9份、间苯二甲酸- 5_磺酸钠6~11份、硅烷偶联剂KH550 3~6份、邻苯二甲酸二辛酯1~3份、1，2_二氢喹啉2~5份 和相容剂2~4份。
[0008] 进一步优选地，所述的增强耐热塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯96份、甲苯二异氰酸酯42份、聚醚砜树脂21份、聚四氟乙烯13份、石油树脂16份、 200目硅胶粉9份、二甘醇10份、纳米硅铝粉8份、二正辛基二硫代氨基甲酸镧9份、1250目滑 石粉6份、纳米氧化锌8份、玉石粉7份、间苯二甲酸-5-磺酸钠8份、硅烷偶联剂KH550 4份、邻 苯二甲酸二辛酯2份、1，2-二氢喹啉4份和相容剂3份。
[0009] 本发明采取的另一技术方案是提供一种增强耐热塑胶管材料的制备方法，包含如 下制备步骤： 步骤1.按重量份称取各组分； 步骤2.将200目硅胶粉、纳米硅铝粉、1250目滑石粉、纳米氧化锌和玉石粉加入到搅拌 罐中，加入硅烷偶联剂KH550和相容剂，升温至45°C，搅拌25min后，得到混合物料I待用； 步骤3.将聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯和石油树脂加入到透明 反应釜中，升温至165~220°C，以500~800rpm的转速搅拌反应0.5~2小时； 步骤4.将透明反应釜的温度调整为130~150°C，再加入二甘醇、二正辛基二硫代氨基 甲酸镧、间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，2-二氢喹啉，保温反应1~4小时； 步骤5.将透明反应釜的温度调整为90~110°C，再加入邻苯二甲酸二辛酯和步骤2中的 混合物料I，保温反应1~2小时，得到混合物料II; 步骤6.将混合物料II经双螺杆挤出机挤出，冷却至30~40°C后经过成型工艺，即得增 强耐热塑胶管材料。
[0010] 优选地，所述步骤3中升温至190°C，以650rpm的转速搅拌反应1.5小时。
[0011] 优选地，所述步骤4中温度调整为138°C;所述步骤4中保温时间为3小时。
[0012]优选地，所述步骤5中温度调整为95°C ;所述步骤5中保温反应1小时。
[0013] 优选地，所述步骤6中双螺杆挤出机中料筒温度设定为:一区171~180°C，二区192~ 197°C，三区204~213°C，四区220~235°C，模头温度为250~258°C，主机转速为40~75rpm。
[0014] 优选地，所述步骤6中双螺杆挤出机中料筒温度设定为:一区173°C，二区195°C，三 区209°C，四区230°C，模头温度为252°C，主机转速为56rpm。
[0015] 由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果为： 本发明所制备的塑胶管材料显示良好的耐热性，测试结果显示其导热系数大于1.68W/ (πι·Κ)，热变形温度大于104°C，此外，测试结果还显示其拉伸强度高于395MPa，缺口冲击强 度高于21.6 KJ/m2,也显示较佳的机械强度。测试结果表明，本发明的纳米硅铝粉、1250目 滑石粉、玉石粉、纳米氧化锌和1，2_二氢喹啉组分对塑胶管材料的耐热和机械性能产生一 定作用。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。
[0017] 实施例！ 本实施例增强耐热塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯80份、甲苯二异氰酸酯20份、聚醚砜树脂15份、聚四氟乙烯8份、石油树脂10份、 200目硅胶粉8份、二甘醇6份、纳米硅铝粉5份、二正辛基二硫代氨基甲酸镧6份、1250目滑石 粉4份、纳米氧化锌5份、玉石粉4份、间苯二甲酸-5-磺酸钠4份、硅烷偶联剂KH550 2份、邻苯 二甲酸二辛酯1份、1，2_二氢喹啉1份和相容剂2份； 其中，所述相容剂为聚乙烯辛烯共弹性体。
[0018]本实施例的增强耐热塑胶管材料的制备方法，包含如下制备步骤： 步骤1.按重量份称取各组分； 步骤2.将200目硅胶粉、纳米硅铝粉、1250目滑石粉、纳米氧化锌和玉石粉加入到搅拌 罐中，加入硅烷偶联剂KH550和相容剂，升温至45°C，搅拌25min后，得到混合物料I待用； 步骤3.将聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯和石油树脂加入到透明 反应釜中，升温至165°C，以500rpm的转速搅拌反应0.5小时； 步骤4.将透明反应釜的温度调整为130°C，再加入二甘醇、二正辛基二硫代氨基甲酸 镧、间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，2-二氢喹啉，保温反应1小时； 步骤5.将透明反应釜的温度调整为90°C，再加入邻苯二甲酸二辛酯和步骤2中的混合 物料I，保温反应1小时，得到混合物料II; 步骤6.将混合物料II经双螺杆挤出机挤出，其中所述双螺杆挤出机中料筒温度设定 为:一区171°C，二区192 °C，三区204 °C，四区220 °C，模头温度为250 °C，主机转速为40rpm;挤 出后冷却至30°C后经过成型工艺，即得增强耐热塑胶管材料。
[0019] 实施例2 本实施例增强耐热塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯130份、甲苯二异氰酸酯50份、聚醚砜树脂30份、聚四氟乙烯16份、石油树脂20 份、200目硅胶粉15份、二甘醇13份、纳米硅铝粉12份、二正辛基二硫代氨基甲酸镧11份、 1250目滑石粉10份、纳米氧化锌11份、玉石粉9份、间苯二甲酸-5-磺酸钠11份、硅烷偶联剂 KH550 6份、邻苯二甲酸二辛酯4份、1，2-二氢喹啉5份和相容剂6份； 其中，所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。
[0020] 本实施例的增强耐热塑胶管材料的制备方法，包含如下制备步骤： 步骤1.按重量份称取各组分； 步骤2.将200目硅胶粉、纳米硅铝粉、1250目滑石粉、纳米氧化锌和玉石粉加入到搅拌 罐中，加入硅烷偶联剂KH550和相容剂，升温至45°C，搅拌25min后，得到混合物料I待用； 步骤3.将聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯和石油树脂加入到透明 反应釜中，升温至220°C，以800rpm的转速搅拌反应2小时； 步骤4.将透明反应釜的温度调整为150°C，再加入二甘醇、二正辛基二硫代氨基甲酸 镧、间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，2-二氢喹啉，保温反应4小时； 步骤5.将透明反应釜的温度调整为110°C，再加入邻苯二甲酸二辛酯和步骤2中的混 合物料I，保温反应2小时，得到混合物料II; 步骤6.将混合物料II经双螺杆挤出机挤出，其中所述双螺杆挤出机中料筒温度设定 为:一区180°C，二区197°C，三区213°C，四区235°C，模头温度为258°C，主机转速为75rpm;挤 出后冷却至40°C后经过成型工艺，即得增强耐热塑胶管材料。
[0021] 实施例3 本实施例增强耐热塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯105份、甲苯二异氰酸酯35份、聚醚砜树脂22份、聚四氟乙烯12份、石油树脂15 份、200目硅胶粉11份、二甘醇10份、纳米硅铝粉8份、二正辛基二硫代氨基甲酸镧8份、1250 目滑石粉7份、纳米氧化锌8份、玉石粉6份、间苯二甲酸-5-磺酸钠7份、硅烷偶联剂KH550 4 份、邻苯二甲酸二辛酯3份、1，2-二氢喹啉3份和相容剂4份； 其中，所述相容剂为聚乙烯辛烯共弹性体。
[0022] 本实施例的增强耐热塑胶管材料的制备方法，包含如下制备步骤： 步骤1.按重量份称取各组分； 步骤2.将200目硅胶粉、纳米硅铝粉、1250目滑石粉、纳米氧化锌和玉石粉加入到搅拌 罐中，加入硅烷偶联剂KH550和相容剂，升温至45°C，搅拌25min后，得到混合物料I待用； 步骤3.将聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯和石油树脂加入到透明 反应釜中，升温至192°C，以650rpm的转速搅拌反应1.2小时； 步骤4.将透明反应釜的温度调整为140°C，再加入二甘醇、二正辛基二硫代氨基甲酸 镧、间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，2-二氢喹啉，保温反应2小时； 步骤5.将透明反应釜的温度调整为100°C，再加入邻苯二甲酸二辛酯和步骤2中的混 合物料I，保温反应1.5小时，得到混合物料II; 步骤6.将混合物料II经双螺杆挤出机挤出，其中所述双螺杆挤出机中料筒温度设定 为:一区175°C，二区194°C，三区209°C，四区228°C，模头温度为254°C，主机转速为56rpm;挤 出后冷却至35°C后经过成型工艺，即得增强耐热塑胶管材料。
[0023] 实施例4 本实施例增强耐热塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯115份、甲苯二异氰酸酯32份、聚醚砜树脂18份、聚四氟乙烯10份、石油树脂12 份、200目硅胶粉13份、二甘醇8份、纳米硅铝粉7份、二正辛基二硫代氨基甲酸镧8份、1250目 滑石粉8份、纳米氧化锌7份、玉石粉6份、间苯二甲酸-5-磺酸钠6份、硅烷偶联剂KH550 3份、 邻苯二甲酸二辛酯3份、1，2-二氢喹啉2份和相容剂4份； 其中，所述相容剂为聚乙烯辛烯共弹性体。
[0024] 本实施例的增强耐热塑胶管材料的制备方法，包含如下制备步骤： 步骤1.按重量份称取各组分； 步骤2.将200目硅胶粉、纳米硅铝粉、1250目滑石粉、纳米氧化锌和玉石粉加入到搅拌 罐中，加入硅烷偶联剂KH550和相容剂，升温至45°C，搅拌25min后，得到混合物料I待用； 步骤3.将聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯和石油树脂加入到透明 反应釜中，升温至180°C，以680rpm的转速搅拌反应1小时； 步骤4.将透明反应釜的温度调整为135°C，再加入二甘醇、二正辛基二硫代氨基甲酸 镧、间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，2-二氢喹啉，保温反应3小时； 步骤5.将透明反应釜的温度调整为98°C，再加入邻苯二甲酸二辛酯和步骤2中的混合 物料I，保温反应1小时，得到混合物料II; 步骤6.将混合物料II经双螺杆挤出机挤出，其中所述双螺杆挤出机中料筒温度设定 为:一区176°C，二区195°C，三区209°C，四区225°C，模头温度为252°C，主机转速为57rpm;挤 出后冷却至36°C后经过成型工艺，即得增强耐热塑胶管材料。
[0025] 实施例5 本实施例增强耐热塑胶管材料，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯96份、甲苯二异氰酸酯42份、聚醚砜树脂21份、聚四氟乙烯13份、石油树脂16份、 200目硅胶粉9份、二甘醇10份、纳米硅铝粉8份、二正辛基二硫代氨基甲酸镧9份、1250目滑 石粉6份、纳米氧化锌8份、玉石粉7份、间苯二甲酸-5-磺酸钠8份、硅烷偶联剂KH550 4份、邻 苯二甲酸二辛酯2份、1，2-二氢喹啉4份和相容剂3份； 其中，所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。
[0026]本实施例的增强耐热塑胶管材料的制备方法，包含如下制备步骤： 步骤1.按重量份称取各组分； 步骤2.将200目硅胶粉、纳米硅铝粉、1250目滑石粉、纳米氧化锌和玉石粉加入到搅拌 罐中，加入硅烷偶联剂KH550和相容剂，升温至45°C，搅拌25min后，得到混合物料I待用； 步骤3.将聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯和石油树脂加入到透明 反应釜中，升温至190°C，以650rpm的转速搅拌反应1.5小时； 步骤4.将透明反应釜的温度调整为138°C，再加入二甘醇、二正辛基二硫代氨基甲酸 镧、间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，2-二氢喹啉，保温反应3小时； 步骤5.将透明反应釜的温度调整为95°C，再加入邻苯二甲酸二辛酯和步骤2中的混合 物料I，保温反应1小时，得到混合物料II; 步骤6.将混合物料II经双螺杆挤出机挤出，其中所述双螺杆挤出机中料筒温度设定 为:一区173°C，二区195°C，三区209°C，四区230°C，模头温度为252°C，主机转速为56rpm;挤 出后冷却至36°C后经过成型工艺，即得增强耐热塑胶管材料。
[0027] 对比例1 本对比例参照实施例1制备塑胶管材料，不同之处仅在于:本对比例中不包含纳米硅铝 粉、1250目滑石粉和玉石粉。
[0028] 对比例2 本对比例参照实施例1制备塑胶管材料，不同之处仅在于:本对比例中不包含纳米氧化 锌和1,2-二氢喹啉。
[0029]性能测试 从上表可以看出，本发明的塑胶管材料的
导热系数大于1.68W/(nrK)，热变形温度大于 104°C，显示良好的耐热性能，此外，测试结果显示本发明的塑胶管材料的拉伸强度高于 395MPa，缺口冲击强度高于21.6 KJ/m2，也显示较佳的机械强度。
[0030]通过与对比例1、2相比较可知，本发明的组分纳米硅铝粉、1250目滑石粉、玉石粉、 纳米氧化锌和1，2-二氢喹啉对塑胶管材料的耐热和机械性能均有一定影响。由上表可知， 实施例5为本发明的最佳实施例。
【主权项】
1. 一种增强耐热塑胶管材料，其特征在于，由下列组分组成，以重量份计： 聚丙烯80~130份、甲苯二异氰酸酯20~50份、聚醚砜树脂15~30份、聚四氟乙烯8~16份、 石油树脂10~20份、200目硅胶粉8~15份、二甘醇6~13份、纳米硅铝粉5~12份、二正辛基二硫 代氨基甲酸镧6~11份、1250目滑石粉4~10份、纳米氧化锌5~11份、玉石粉4~9份、间苯二甲 酸-5-磺酸钠4~11份、硅烷偶联剂KH550 2~6份、邻苯二甲酸二辛酯1~4份、1，2_二氢喹啉1~5 份和相容剂2~6份。2. 根据权利要求1所述的增强耐热塑胶管材料，其特征在于，所述相容剂为聚乙烯辛烯 共弹性体或马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。3. 根据权利要求1所述的增强耐热塑胶管材料，其特征在于，由下列组分组成，以重量 份计： 聚丙烯80~115份、甲苯二异氰酸酯32~50份、聚醚砜树脂18~30份、聚四氟乙烯10~16份、 石油树脂12~20份、200目硅胶粉8~13份、二甘醇8~13份、纳米硅铝粉7~12份、二正辛基二硫 代氨基甲酸镧8~11份、1250目滑石粉4~8份、纳米氧化锌7~11份、玉石粉6~9份、间苯二甲酸-5_磺酸钠6~11份、硅烷偶联剂KH550 3~6份、邻苯二甲酸二辛酯卜3份、1，2_二氢喹啉2~5份 和相容剂2~4份。4. 根据权利要求1所述的增强耐热塑胶管材料，其特征在于，由下列组分组成，以重量 份计： 聚丙烯96份、甲苯二异氰酸酯42份、聚醚砜树脂21份、聚四氟乙烯13份、石油树脂16份、 200目硅胶粉9份、二甘醇10份、纳米硅铝粉8份、二正辛基二硫代氨基甲酸镧9份、1250目滑 石粉6份、纳米氧化锌8份、玉石粉7份、间苯二甲酸-5-磺酸钠8份、硅烷偶联剂KH550 4份、邻 苯二甲酸二辛酯2份、1，2-二氢喹啉4份和相容剂3份。5. -种如权利要求1所述的增强耐热塑胶管材料的制备方法，其特征在于，包含如下制 备步骤： 步骤1.按重量份称取各组分； 步骤2.将200目硅胶粉、纳米硅铝粉、1250目滑石粉、纳米氧化锌和玉石粉加入到搅拌 罐中，加入硅烷偶联剂KH550和相容剂，升温至45°C，搅拌25min后，得到混合物料I待用； 步骤3.将聚丙烯、甲苯二异氰酸酯、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯和石油树脂加入到透明 反应釜中，升温至165~220°C，以500~800rpm的转速搅拌反应0.5~2小时； 步骤4.将透明反应釜的温度调整为130~150°C，再加入二甘醇、二正辛基二硫代氨基 甲酸镧、间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，2-二氢喹啉，保温反应1~4小时； 步骤5.将透明反应釜的温度调整为90~110°C，再加入邻苯二甲酸二辛酯和步骤2中的 混合物料I，保温反应1~2小时，得到混合物料II; 步骤6.将混合物料II经双螺杆挤出机挤出，冷却至30~40°C后经过成型工艺，即得增 强耐热塑胶管材料。6. 根据权利要求5所述的增强耐热塑胶管材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中 升温至190°C，以650rpm的转速搅拌反应1.5小时。7. 根据权利要求5所述的增强耐热塑胶管材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中 温度调整为138°C ;所述步骤4中保温时间为3小时。8. 根据权利要求5所述的增强耐热塑胶管材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中 温度调整为95°C ;所述步骤5中保温反应1小时。9. 根据权利要求5~8任一项所述的增强耐热塑胶管材料的制备方法，其特征在于，所述 步骤6中双螺杆挤出机中料筒温度设定为：一区171~180 °C，二区192~197 °C，三区204~213 。(：，四区220~235°C，模头温度为250~258°C，主机转速为40~75rpm。10. 根据权利要求9所述的增强耐热塑胶管材料的制备方法，其特征在于，所述步骤6中 双螺杆挤出机中料筒温度设定为:一区173°C，二区195°C，三区209°C，四区230°C，模头温度 为252°C，主机转速为56rpm。
【文档编号】C08L27/18GK105837934SQ201610218297
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】史闵新
【申请人】苏州甫众塑胶有限公司