一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材及其制备方法与流程

本申请涉及钢塑复合管材的制备，尤其是涉及一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材及其制备方法。

背景技术：

1、钢塑复合管是新型的管道材料，是在碳钢管的基础上，内壁衬上聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)等塑料物质，经过内衬冷拉复合工艺或是滚塑方法加工而形成的新的复合管道。钢塑复合管应用范围很广，其具备了钢管的优点又兼具了塑料管的耐磨抗腐蚀性等特点，因此，被广泛应用于多个行业，比如电力、化工、矿山、医药、食品、石油等。

2、钢塑复合管虽然具有既具备了钢管材料的优点且兼具了塑料管材的抗腐蚀性、耐磨性等特点，但是对于如电厂、矿山这类的企业来说，钢塑复合管的损耗速度依旧偏快，一旦出现管道的破损，会对企业带来不小的损失。为此，相关技术中在碳钢管的内衬塑料管的内部涂覆形成了聚四氟乙烯层，已改善整体复合管道的耐磨性。但是，申请人发现在实际使用过程中相关技术方案还是存在耐磨性能相对较差的问题，为此本申请提供了一款耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材及其制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，包括碳钢管、复合于碳钢管内壁的耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管，所述耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管主要是有以下原料制备而成：100份的管道级聚丙烯树脂、15-25份的相容剂、10-16份的组合填料、1-3份的表面改性剂、0.5-3的分散剂、0.2-1.2份的抗氧化剂、0.2-1.2份的抗紫外线剂；所述组合填料主要是由石墨烯、晶化陶瓷微粒、改性二硅化钼组成；所述改性二硅化钼带有正电荷；所述石墨烯、晶化陶瓷微粒、改性二硅化钼的质量比为(10--20)：(30-50)：100。

4、本申请中通过采用石墨烯、晶化陶瓷微粒、改性二硅化钼复配形成的组合填料对管道级聚丙烯树脂+相容剂的树脂体系进行修饰，结合本申请中的生产工艺，可使得所制备的钢塑复合管材内部形成有致密的钝化二氧化硅层，不仅赋予了本申请具有优良的耐磨耐腐蚀性能，而且改善了整体的阻燃性和卫生安全性能，且此外本申请整体的生产成本相对较低，便于工业化批量生产和推广市场。

5、优选的，所述改性二硅化钼包括二硅化钼主体和连接于二硅化钼主体上的功能粒子，所述功能粒子为银、铁、锰、锌、铜纳米簇中的至少一种。

6、通过采用上述技术方案，便于在环形电场下改性二硅化钼向内部表面富集，进而便于激光烧结形成致密的钝化二氧化硅层，进一步提升本申请整体的阻燃性、耐磨性、耐腐蚀性能。

7、优选的，所述石墨烯、晶化陶瓷微粒、二硅化钼的质量比为20:(40-45):100。

8、通过采用上述技术方案，进一步提升本申请整体的阻燃性、耐磨性、耐腐蚀性能且可保证本申请整体的质量稳定性。

9、优选的，所述相容剂为eva树脂、poe树脂、tpu树脂中的至少一种。

10、通过采用上述技术方案，使得树脂基体与粉料的相容性更好，可改善本申请整体的加工性能和质量稳定性。

11、优选的，所述表面改性剂主要是由氨基硅烷、钛酸酯偶联剂组成；所述氨基硅烷为kh550偶联剂、kh590偶联剂中的至少一种；所述钛酸酯偶联剂为kr 9s、kr 212、kr 7、kr34s钛酸酯偶联剂中的至少一种。

12、通过采用上述技术方案，使得树脂基体与粉料的相容性更好，可改善本申请整体的加工性能和质量稳定性。

13、优选的，所述表面改性剂是由kh550偶联剂、kh590偶联剂、十三氟辛基三甲氧基硅烷、kr 34s钛酸酯偶联剂组成。

14、通过采用上述技术方案，进一步改善树脂基体与粉料的相容性的同时改善整体的耐热性高、耐化学稳定性高，进一步提升整体复合管材的抗紫外、耐候性、耐摩擦性能。

15、优选的，所述kh550偶联剂、kh590偶联剂、十三氟辛基三甲氧基硅烷、kr 34s钛酸酯偶联剂的质量比为100：(20-40)：(10-25)：(10-40)。

16、通过采用上述技术方案，进一步改善树脂基体与粉料的相容性的同时改善整体的耐热性高、耐化学稳定性高，进一步提升整体复合管材的抗紫外、耐候性、耐摩擦性能，同时对生产加工过程中配方进行优化配比，保证所生产的复合管材的质量和专利稳定性较优异，便于推向市场销售。

17、优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1024、抗氧剂b215、抗氧剂dltp、抗氧剂168中的至少一种。

18、通过采用上述技术方案，可保证本申请具有较好的抗老化性、耐候性且便于改善整体的生产加工性能，降低热氧作用对树脂基体的热降解，进而保证所制备的耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材质量和质量稳定性。

19、优选的，所述抗紫外线剂为氧化锌晶须搭配uv-531、uv-327、uv-328、uv-622、uv-4426中的至少一种。

20、通过采用上述技术方案，可保证本申请具有较好的抗紫外老化性和耐候性。

21、第二方面，本申请提供的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：

22、一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材的制备方法，包括以下步骤：

23、步骤一，改性二硅化钼的制备；

24、同时对管道级聚丙烯树脂、相容剂进行干燥处理，备用；

25、步骤二，将计量准确的组合填料、表面改性剂混合均匀进行干法研磨，得表面改性组合填料；

26、步骤三，将计量准确的完成干燥的管道级聚丙烯树脂、相容剂、表面改性组合填料、分散剂、抗氧化剂、抗紫外线剂混合均匀后，挤出造粒制得耐磨耐腐蚀聚丙烯母粒；

27、步骤四，采用耐磨耐腐蚀聚丙烯母粒制备复合于碳钢管内壁的半成品耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管，碳钢管外壁采用常规聚烯烃树脂制备复合于碳钢管外壁的外管层，半成品耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管置于环形电场，环形电场的电池场方向垂直于半成品耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管的中轴线，加热至tg+20～tg+30℃，持续处理30-40min，冷却至室温；

28、步骤四，激光烧结处理使得半成品耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管内部形成致密的钝化二氧化硅层，得成品耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材。

29、本申请的制备方法相对简单，便于工业化批量生产和推广市场。

30、综上所述，本申请具有以下优点：

31、1、本申请具有优良的耐磨耐腐蚀性能且生产成本相对较低。

32、2、本申请的制备方法相对简单，便于工业化批量生产和推广市场。

技术特征：

1.一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：包括碳钢管、复合于碳钢管内壁的耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管，所述耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管主要是由以下原料制备而成：100份的管道级聚丙烯树脂、15-25份的相容剂、10-16份的组合填料、1-3份的表面改性剂、0.5-3的分散剂、0.2-1.2份的抗氧化剂、0.2-1.2份的抗紫外线剂；所述组合填料主要是由石墨烯、晶化陶瓷微粒、改性二硅化钼组成；所述改性二硅化钼带有正电荷；所述石墨烯、晶化陶瓷微粒、改性二硅化钼的质量比为（10--20）：（30-50）：100。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述改性二硅化钼包括二硅化钼主体和连接于二硅化钼主体上的功能粒子，所述功能粒子为银、铁、锰、锌、铜纳米簇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述石墨烯、晶化陶瓷微粒、二硅化钼的质量比为20:(40-45):100。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述相容剂为eva树脂、poe树脂、tpu树脂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述表面改性剂主要是由氨基硅烷、钛酸酯偶联剂组成；所述氨基硅烷为kh550偶联剂、kh590偶联剂中的至少一种；所述钛酸酯偶联剂为kr 9s、kr 212、kr 7、kr 34s钛酸酯偶联剂中的至少一种。

6.根据权利要求1或5所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述表面改性剂是由kh550偶联剂、kh590偶联剂、十三氟辛基三甲氧基硅烷、kr 34s钛酸酯偶联剂组成。

7.根据权利要求6所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述kh550偶联剂、kh590偶联剂、十三氟辛基三甲氧基硅烷、kr 34s钛酸酯偶联剂的质量比为100：（20-40）：（10-25）：（10-40）。

8.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1024、抗氧剂b215、抗氧剂dltp、抗氧剂168中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，其特征在于：所述抗紫外线剂为氧化锌晶须搭配uv-531、uv-327、uv-328、uv-622、uv-4426中的至少一种。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及钢塑复合管材的制备技术领域，尤其是一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材及其制备方法。一种耐磨耐腐蚀聚丙烯钢塑复合管材，包括碳钢管、耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管，耐磨耐腐蚀聚丙烯复合管主要是由以下原料制成：100份的管道级聚丙烯树脂、15‑25份的相容剂、10‑16份的组合填料、1‑3份的表面改性剂、0.5‑3的分散剂、0.2‑1.2份的抗氧化剂、0.2‑1.2份的抗紫外线剂；组合填料主要是由石墨烯、晶化陶瓷微粒、改性二硅化钼组成；石墨烯、晶化陶瓷微粒、改性二硅化钼质量比为（10‑‑20）：（30‑50）：100。本申请具有优良的耐磨耐腐蚀性能且生产成本相对较低，便于工业化批量生产和推广市场。

技术研发人员：柴亦江,张月灿
受保护的技术使用者：杭州久阳塑胶管业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12