一种无氟高疏水型聚烯烃管道制造技术

本发明专利技术涉及一种无氟高疏水型聚烯烃管道，属于材料加工技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种无氟高疏水型聚烯烃管道


[0001]本专利技术涉及一种无氟高疏水型聚烯烃管道，属于材料加工

。

技术介绍

[0002]在管道供水领域应用研究中，管道疏水性逐渐成为一个重要的研究方向，良好的疏水性能，可以减少水流阻力，减缓结垢速率，提升供水效率，减少供水能耗，降低管道清理频率等
。
聚烯烃管道具有一定的疏水性，与水的接触角在
70
°
～
90
°
，但是单采用降烯烃材料的疏水性和耐久性能还不够，需要进一步通过赋予其更高更持久的疏水性，来可以进一步提升供水效率，增强防垢能力，有利于聚烯烃管道应用的巩固与拓展
。
目前，疏水自清洁管道普遍采用氟硅改性材料共混，如有些专利文献通过采用聚烯烃
、
氟硅改性材料和无机材料共混制得自清洁管材，但是由于采用氟硅材料价格昂贵，且有一定的毒性，在管材中受到温度
、
水流冲击的影响，有析出的可能，应用的自来水等管道领域存在一定的局限性
。
[0003]另一方面，蒙脱土是一种优良的可改性填充材料，改性技术成熟，也有报道用于疏水改性领域，通过对蒙脱土进行疏水改性来提升其疏水性能，同时，由于蒙脱土是无机材料在与聚烯烃的相容性上会存在一定的不足，为了提升材料的相容性和疏水性，现有技术中如专利文献公开的通过加入改性剂研磨在室温条件下对钠基蒙脱土进行改性，得到有机改性蒙脱土，改性剂采用阳离子表面活性剂
、
阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂进行改性，通过研磨使改性剂插层至蒙脱土的层间来扩大层间距，一定程度上提高了其与聚合物的亲和性，但是应用在管道内层疏水材料时，在疏水性方面仍存在不足，蒙脱土的表面能仍具有一定的亲水能力，残余的亲水性基因的存在也使其疏水性能表现不足，且会使整体的抗垢能力也不佳
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种无氟高疏水型聚烯烃管道，解决的问题是如何实现管道内层具有高疏水和抗垢性能
。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种无氟高疏水型聚烯烃管道，所述聚烯烃管道包括外层和疏水内层，其特征在于，所述疏水内层采用包括以下重量份的原料制成：
[0006]聚烯烃：
75
～
85
；无氟高疏水改性扩层蒙脱土：
25
～
15
；所述无氟高疏水改性扩层蒙脱土主要由无氟阳离子表面活性剂
、
脂肪酸和蒙脱土复合而成，所述无氟阳离子表面活性剂：蒙脱土：脂肪酸的用量比为1：1～3：
0.5
～
1.5。
[0007]通过使无氟高疏水改性扩层蒙脱土颗粒采用阳离子表面活性剂
、
脂肪酸和蒙脱土制成的得合材料，使三种原料之间的用量进行有效的改进，使达到有效的配比，保证具有高结合强度和疏水性能的效果
。
更具体的说，利用蒙脱土的层间结构，蒙脱土具有离子交换能力，能够使阳离子表面活性剂的有机基团进入蒙脱土层内，有效的使层间间距扩大，通过采用上述的无氟阳离子表面活性剂在扩层后，使蒙脱土层与层之间的极性明显削弱，这样在
加工剪切塑化过程中，更有利于聚烯烃的分子链进入扩层后的蒙脱土的层间，能束缚蒙脱土粒子，提高了蒙脱土与聚烯烃的结合强度，能够更有效的保证复合母粒的持续有效性；同时，通过采用脂肪酸进一步对蒙脱土进行改性，利用脂肪酸本身具有羧酸基团，能够对蒙脱土的表面进行改性，脂肪酸在加工的过程中能够接枝到蒙脱土的表面，有效降低其表面能，使材料整体具有低表面能的脂肪酸残基碳链接枝，实现提高材料疏水性能的效果
。
使采用该材料形成的疏水内层表面具有水接触角提升到
110
°
以上的高疏水性能，具有抗垢性能好的优点
。
[0008]在上述无氟高疏水型聚烯烃管道中，所述的无氟阳离子表面活性剂最好采用具有至少
12
个碳原子的长碳链的无氟阳离子活性剂，长碳链的结构更有利于提升材料的整体疏水性能
。
作为优选，所述无氟阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵
、
十六烷基三甲基氯化铵
、
十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基溴化铵中的一种或几种
。
不仅具有无氟的特点，且采用的阳离子表面活性剂具有长碳链的结构特性，在阳离子表面活性剂与蒙脱土内的层间阳离子进行交换，在进入到蒙脱土的层间使得层间间距扩大，且长碳链的结构特性能够更好的扩大层间间距，具有大间距的特性，也更有利于后续聚烯烃的嵌入，提升结合强度性能，且长碳链结构的存在也一定程度改善了疏水性能
。
[0009]在上述无氟高疏水型聚烯烃管道中，作为优选，所述脂肪酸为至少具有
10
个碳原子的长碳链脂肪酸
。
通过采用长碳链的脂肪酸，在与蒙脱土表面残余的羟基进行接枝后形成的长碳链烃基残基，使得低表面能的长碳链基团有效的覆盖在蒙脱土的层表面，能实现更优异的疏水性能，在加工成管道内层后，复合材料中蒙脱土表面覆盖的低表面能的长碳链基团能使内层表面形成高疏水的结构层体系，实现高疏水的效果，且也能更好的提升抗垢性能
。
作为进一步的优选，所述长碳链脂肪酸选自月桂酸
、
亚麻酸
、
油酸
、
十六烷酸和硬脂酸中的一种或几种
。
接枝的上述脂肪酸还具有极好的润滑性，能够极大的增强其在聚烯烃中的分散性，实现更均匀的分散，最好是采用月桂酸
、
十六烷酸和硬脂酸的混合物，且三者的质量比为1：
0.1
～
0.3
：
0.2
～
0.5
，能够实现更好的疏水效果
。
[0010]在上述无氟高疏水型聚烯烃管道中，作为优选，所述长碳链脂肪酸的羧酸基团与蒙脱土表面羟基键合形成接枝
。
是通过在复合的过程中利用化学反应也形成化学键的键合实现接枝的材料，而不是通过简单的涂覆等覆盖在蒙脱土表面，有效的除去蒙脱土上的亲水性基团如羟基，不仅具有更好的结合牢度，也能更好的避免使用过程中出现脱落或分离等现象，具有更好的耐久性能
。
[0011]在上述无氟高疏水型聚烯烃管道中，作为优选，所述蒙脱土为钠基蒙脱土，所述钠基蒙脱土具有离子交换能力
。
能更有利于实现阳离子交换，且也能更好的保证充分的离子交换，使长碳链阳离子表面活性剂进入到蒙脱土的层间，实现扩大层间间距的效果，提升进入其内的聚烯烃结合强度，能更好的实现耐水流冲击性能和耐温性，极大的延长内层的疏水性能的时效性和耐久性
。
[0012]在上述无氟高疏水型聚烯烃管道中，作为优选，所述无氟高疏水改性扩层蒙脱土的粒径为
0.5
～
30
μ
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无氟高疏水型聚烯烃管道，所述聚烯烃管道包括外层和疏水内层，其特征在于，所述疏水内层采用包括以下重量份的原料制成：聚烯烃：
75
～
85
；无氟高疏水改性扩层蒙脱土：
25
～
15
；所述无氟高疏水改性扩层蒙脱土主要由无氟阳离子表面活性剂
、
脂肪酸和蒙脱土复合而成，所述无氟阳离子表面活性剂：蒙脱土：脂肪酸的用量比为
1.0
：
1.0
～
3.0
：
0.5
～
1.5。2.
根据权利要求1所述无氟高疏水型聚烯烃管道，其特征在于，所述无氟阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵
、
十六烷基三甲基氯化铵
、
十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基溴化铵中的一种或几种
。3.
根据权利要求1所述无氟高疏水型聚烯烃管道，其特征在于，所述脂肪酸为至少具有
10
碳原子的长碳链脂肪酸
。4.
根据权利要求3所述无氟高疏水型聚烯烃管道，其特征在于，所述长碳链脂肪酸选自月桂酸
、
亚麻酸
、
油酸
、
十六烷酸和硬脂酸中的一种或几...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱杨，汪鹏跃，孙华丽，翁志浩，林康，郑令杰，
申请(专利权)人：公元股份有限公司，
类型：发明
国别省市：