一种防鼠防蚁抗菌型聚丙烯通信管道材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚丙烯通信管道材料，特别涉及一种防鼠防蚁抗菌型聚丙烯通信 管道材料。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚 丙稀（isotactic polyprolene)、无规聚丙稀（atactic polypropylene)和间规聚丙稀 (syndiotactic polypropylene)三种。
[0003] 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的 两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚 丙烯树脂中，等规结构含量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要 成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由 于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167°C。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出 优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性 予以克服。
[0004] 聚丙烯通信管道被广泛用于制药、化工、农药、环保、轻工、印染等众多行业中，但 现有的聚丙烯通信管道，防白蚁防鼠性能不佳、物理性能低、抗菌性能也差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种防鼠防蚁抗菌型聚丙烯通信管道材料，具有较高的强 度和韧性，防白蚁防鼠性能佳，抗菌性能好，防霉性好。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种防鼠防蚁抗菌型聚丙烯通信管道材料，所述防鼠防蚁抗菌型聚丙烯通信管道材 料，按重量份计，由以下组分混合制成： 聚丙烯100份，改性玻璃纤维12-18份，改性纳米碳管8-12份，无机填料25-35份，增 韧剂7-10份，抗氧剂1-3份，分散剂0. 5-1份，润滑剂1-2份，防霉剂1-2份，脱模剂0. 5-1 份，纳米二氧化钛载银抗菌剂1-2份，防白蚁剂1-2份，防鼠剂0. 5-1份。
[0007] 本发明通过改性玻璃纤维、改性纳米碳管配合增韧剂，对聚丙烯改性处理，能够大 大提高聚丙烯的强度和韧性。由于聚丙烯通信管道的使用环境往往是地下潮湿的环境，因 此，真菌侵蚀是威胁聚丙烯通信管道寿命的重要因素，本发明在配方中加入防霉剂，以克服 真菌侵蚀带来的威胁。白蚁和鼠咬也是影响聚丙烯通信管道寿命的重要因素，本发明在配 方中加入防白蚁剂和防鼠剂，以克服白蚁咬和鼠咬的威胁。此外，聚丙烯通信管道由于使用 环境原因，容易滋生细菌和病毒等微生物，本发明在配方中加入纳米二氧化钛载银抗菌剂， 纳米二氧化钛载银抗菌剂具有纳米二氧化钛本身的可见光和紫外光下杀菌、抗病毒，降解 细菌、有机物的作用，又具有在没有光源下的纳米银强效抗菌、杀灭病毒作用。抗菌能力极 强，抗菌范围广，抗菌效果持久，银离子释放速率稳定长效，在有太阳光照射到时，也能利用 光催化彻底分解消除细菌、病毒的残留物。
[0008] 作为优选，所述改性玻璃纤维的制备方法为：将玻璃纤维浸入质量浓度为15-20% 的硝酸溶液中，超声处理l〇_15min，然后将玻璃纤维在质量浓度为10%-20%硅烷偶联剂-无 水乙醇溶液中浸渍15-30min，取出玻璃纤维，在40-50°C下真空干燥5-8h。通过将玻璃纤 维浸入硝酸溶液溶液中处理，以除去玻纤表面的杂质并使玻璃纤维表面粗造化增大比表面 积，以提升与聚丙烯的结合强度。
[0009] 硅烷偶联剂-无水乙醇溶液改性玻璃纤维后，可以提升玻璃纤维与聚丙烯的结合 强度。
[0010] 作为优选，所述改性纳米碳管的制备方法为： (1)将纳米碳管粉加入质量浓度30-50%的甲醇溶液中搅拌混合均匀得预混液，将预混 液与酸溶液按照1:3-5的体积比混合，机械搅拌30-60min，过滤，分别用水和无水乙醇洗涤 纳米碳管，然后在50-60°C下真空干燥2-4h得初级改性纳米碳管； 通过将纳米碳管加入质量浓度30-50%的甲醇溶液中，能够使得纳米碳管分散均匀，这 样利于后续的酸溶液氧化改性。酸溶液能够使得纳米碳管亲水性降低，亲油性增加，从而提 高纳米碳管与聚丙烯的结合力，增加增强效果。
[0011] (2)将初级改性纳米碳管加质量浓度为5-10%的硅烷偶联剂-无水乙醇溶液中，通 氮气条件下，50-60°C下加热1-2小时，无水甲醇洗涤2-4次，60-70°C下真空干燥3-5h得改 性纳米碳管。
[0012] 本发明采用改性纳米碳管，使碳管表面官能基化，以去除纳米碳管在聚丙烯基材 中的团聚效应提升碳管分散性，同时在碳管表面产生出能与聚丙烯基材互相连结之共价 键，使有机/无机两界面间形成强而有力的共价键结，当复合材料受到外力冲击时，能将冲 击能量从强度较弱的聚丙烯基材转移到强度较强的碳管上，藉由碳管弹性形变或扭曲，进 而将冲击能量消散掉，达到最佳的增韧补强效果。进而制出强度更高、轻薄的通信管道。
[0013] 硅烷偶联剂分子在水解后产生硅醇基（Si-〇H)，而纳米碳管在初步改性后在其表 面上带有羟基（-OH)，硅醇基可与羟基（-OH)行缩合反应，脱去一个水分子后缩合在一起， 使硅烷偶联剂与纳米碳管之间以共价键结强而有力的连结在一起，并赋予纳米碳管新的官 能团，此官能团可进一步与聚丙稀反应，使纳米碳管与聚丙稀间也形成共价键结，当材料受 外力冲击时，冲击力可从聚丙烯中藉由此共价键结将冲击力传递到机械性质优异的纳米碳 管上，纳米碳管经由震动、摆动以及类似弹簧式的可回复性形变将外来冲击力消耗掉，如此 的机构赋予整体材料对外应力消散的能力，使材料的抗冲击性能明显上升。
[0014] 作为优选，所述酸溶液为质量浓度为2-3%的硝酸溶液与质量浓度为5-8%的磷酸 溶液按照1:1-2体积比的混合物。酸溶液能够使得纳米碳管亲水性降低，亲油性增加，从而 提高纳米碳管与聚丙烯的结合力，增加增强效果。
[0015] 作为优选，所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570中的一种。
[0016] 作为优选，所述无机填料选自炭黑、碳酸钙、高岭土、钛白粉中的一种或几种。
[0017] 作为优选，所述增韧剂为聚氨酯丙烯酸酯；所述分散剂为聚乙烯蜡，所述润滑剂为 乙撑双硬脂酰胺，所述脱模剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌。聚氨酯丙烯酸酯是一种含有不饱和 官能团的端丙烯酸酯的低聚物，和聚丙烯有良好的混溶性，均匀分散在聚丙烯中发挥增韧 效果，PUA具有氨酯键，其特点是在高聚物分子间很容易形成氢键，在外力的作用下，氢键可 分离而吸收外来的能量，当外力除去后可重新再形成氢键，如此氢键裂开，再重新形成，为 一可逆重复，使得聚丙烯兼有聚氨酯的柔韧性、高耐磨性、耐候性、优良的低温性能和高撕 裂强度。
[0018] 作为优选，所述防鼠剂型号为防鼠剂M-17。
[0019] 作为优选，所述防白蚁剂型号为防白蚁剂DH-201。
[0020] 本发明的有益效果是：具有较高的强度和韧性，防白蚁防鼠性能佳，抗菌性能好， 防霉性好。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0022] 本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。 下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0023] 实施例1 一种防鼠防蚁抗菌型聚丙烯通信管道材料，所述防鼠防蚁抗菌型聚丙烯通信管道材 料，按重量份计，由以下组分混合制成： 聚丙烯100份，改性玻璃纤维12份，改性纳米碳管12份，炭黑N550 25份，聚氨酯丙烯 酸酯(市售)1〇份，抗氧剂1010 1份，聚乙烯蜡〇. 5份，乙撑双硬脂酰胺1份，防霉剂(市售， 塑料防霉剂几K-106)l份，硬脂酸钙0. 5份，纳米二氧化钛载银抗菌剂(市售，杭州万景新材 料有限公司）1份，防白蚁剂（防白蚁剂DH-201，市售，太仓市大豪实业有限公司）1份，防鼠 剂(防鼠剂M-17,市售，青岛市海大化工有限公司）0. 5份。
[0024] 所述改性玻璃纤维的制备方法为：将玻璃纤维浸入质量浓度为15%的硝酸溶液 中，超声处理15min，然后将玻璃纤维在质量浓度为10%硅烷偶联剂KH550-无水乙醇溶液中 浸渍30min，取出玻璃纤维，在40°C下真空干燥8h。
[0025] 所述改性纳米碳管的制备方法为： (1) 将纳米碳管粉加入质量浓度30%的甲醇溶液中搅拌混合均匀得预混液，将预混液 与酸溶液按照1:3的体积比混合，所述酸溶液为质量浓度为2%的硝酸溶液与质量浓度为8% 的磷酸溶液按照1:1体积比的