【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料管材领域，特别涉及一种ppr管材及其制备方法。
技术介绍
1、ppr管又叫三型共聚丙烯管，它是无规共聚聚丙烯经挤出成型而成，ppr具有卫生无毒、耐腐蚀、不结垢、质量轻、安装方便，使用寿命长等优点，随着建筑业、市政工程、水利工程、农业和工业等行业市场需求的不断加大，中国ppr管材行业呈现出了高速发展态势。
2、目前ppr管件存在以下问题：1.当环境温度较低时，ppr管的韧性降低，表现为脆性，因此，当管材受到外力的冲击或者重压时，会出现直线开裂现象，并且开裂情况是由内管开始，向外管延伸，影响使用寿命，稳定性变差，因此，很多ppr管件刚韧无法兼顾，解决了脆性问题，同时牺牲了刚性性能。2.且ppr管件容易因使用温度过高导致ppr管件软化而影响其使用性能。3.恶劣环境条件下，ppr管件表面会有大量细菌、微生物等滋生并附着，光照、氧气和湿度等环境因素对ppr管件的侵蚀，影响ppr管件的稳定性和使用寿命。
3、因此，有必要研究出一种兼顾刚韧、耐热、抗腐蚀、稳定性良好且抗菌效果好的ppr管材。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提出一种ppr管材及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种ppr管材，包括以下重量份数的原料制得：120-150份无规共聚聚丙烯树脂，6-8份甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物，2-4份竹纤维，7-9份改性黄腐酸纳米片，3-5份氧化石墨烯，1-3份3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷，10-15份聚乙烯
4、进一步的，包括以下重量份数的原料制得：135份无规共聚聚丙烯树脂，7份甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物，3份竹纤维，8份改性黄腐酸纳米片，4份氧化石墨烯，2份3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷，13份聚乙烯吡咯烷酮。
5、进一步的，所述改性黄腐酸纳米片的制备步骤包括：将黄腐酸加入碱溶液浸渍1-3h，冷冻干燥12-24h，接着在惰性气氛下焙烧4-6h，得黄腐酸纳米片，最后将黄腐酸纳米片和硝酸银加入水中，超声分散30-60min，得到改性黄腐酸纳米片。
6、进一步的，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，浓度为0.1-0.3mol/l；所述黄腐酸与碱溶液的加入量比为1:30-50g/ml；所述惰性气氛为氮气或氦气；所述焙烧的温度为300-400℃；所述硝酸银与黄腐酸纳米片的质量比0.05-0.08:1；所述硝酸银和黄腐酸纳米片的总量与水的料液比为1:50-100g/ml。
7、进一步的，所述甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物的制备步骤包括：将甲基丙烯酸和黄腐酸加入甲苯中，在氮气气氛下置于反应釜中，加入过硫酸铵进行聚合反应，反应结束后，在反应釜中滴加甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌混合，去除溶剂，纯化，得到甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物。
8、进一步的，所述黄腐酸与甲基丙烯酸的摩尔比为1:1-4；所述甲苯与黄腐酸的液料比为60-80:1ml/g；所述反应釜置于60-80℃的恒温水浴中；所述聚合反应的时间为2-4h，温度为60-80℃；所述甲基丙烯酸甲酯的加入量为3-5ml；所述搅拌的时间为10-20min，温度为20-25℃。
9、一种ppr管材的制备方法，步骤包括：
10、s1、将甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物、竹纤维、改性黄腐酸纳米片和氧化石墨烯在混合机中预混，得到预混料ⅰ；
11、s2、在预混料ⅰ中加入无规共聚聚丙烯树脂、3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷和聚乙烯吡咯烷酮混合，得到预混料ⅱ；
12、s3、将预混料ⅱ用双螺杆挤出机熔融共混挤出，第一段挤出温度150-160℃，第二段挤出温度160-200℃，第三段挤出温度200-220℃，第四段挤出温度220-260℃，模头温度220-280℃，螺杆转速为100-120rpm，再冷却，切割，得到目标ppr管材。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、1、本专利技术添加改性黄腐酸纳米片，可以提供更大的表面积和更多的结合点，增强与无规共聚聚丙烯树脂的粘接性，改善ppr管材的耐候性、机械性能。纳米片的添加可以在分子级别上改变材料的微观结构，增加其抗拉伸性能和韧性，从而减轻材料的脆性特征，通过纳米填料的作用，可以提高材料的韧性转变温度，使其在低温下更具韧性，减少脆性的发生，纳米片的存在可以有效地阻碍裂纹的扩展，提高材料的抗裂纹传播能力，从而降低材料的脆性破坏。黄腐酸本身具有抗菌抑菌的特性，黄腐酸具有多元羧基结构，与抗菌剂银离子络合制得的改性黄腐酸纳米片进一步增强抗菌性能，同时黄腐酸纳米片环保，生物相容性好。
15、2、本专利技术的氧化石墨烯具有优异的导热性能，与改性黄腐酸纳米片混合后，改善材料的导热性能，使其更适用于高温环境下的导热要求，提高ppr管材的耐热性能。氧化石墨烯可以增强ppr管材的抗紫外线性能，减少光照、氧气和湿度等环境因素对材料的侵蚀，抗老化性能。氧化石墨烯可能填充了黄腐酸基质中的空隙，加强了结构的稳定性，从而提高了整体的力学性能，氧化石墨烯具有优异的强度和硬度，但脆性较高，而改性黄腐酸纳米片能够增强材料的韧性，减轻其脆性问题，有效阻碍聚合物分子的运动，延缓材料的老化过程，两者结合在机械性能上产生协同效应，改善了材料的整体性能，提高稳定性。
16、3、本专利技术的甲基丙烯酸通过自由基聚合的方式与黄腐酸中的羧基进行共聚反应，形成甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物，增强材料的稳定性和耐化学性，具有较高的耐热性能，与黄腐酸发生缔合反应后，可以提高ppr管材的整体耐热性，抗腐蚀性能得到提升。
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1.一种PPR管材，其特征在于，包括以下重量份数的原料制得：120-150份无规共聚聚丙烯树脂，6-8份甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物，2-4份竹纤维，7-9份改性黄腐酸纳米片，3-5份氧化石墨烯，1-3份3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷，10-15份聚乙烯吡咯烷酮。
2.如权利要求1所述的一种PPR管材，其特征在于，包括以下重量份数的原料制得：135份无规共聚聚丙烯树脂，7份甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物，3份竹纤维，8份改性黄腐酸纳米片，4份氧化石墨烯，2份3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷，13份聚乙烯吡咯烷酮。
3.如权利要求1所述的一种PPR管材，其特征在于，所述改性黄腐酸纳米片的制备步骤包括：将黄腐酸加入碱溶液浸渍1-3h，冷冻干燥12-24h，接着在惰性气氛下焙烧4-6h，得黄腐酸纳米片，最后将黄腐酸纳米片和硝酸银加入水中，超声分散30-60min，得到改性黄腐酸纳米片。
4.如权利要求3所述的一种PPR管材，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，浓度为0.1-0.3mol/L；所述黄腐酸与碱溶液的加入量比为1:30-50g/mL；所述惰性气
5.如权利要求1所述的一种PPR管材，其特征在于，所述甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物的制备步骤包括：将甲基丙烯酸和黄腐酸加入甲苯中，在氮气气氛下置于反应釜中，加入过硫酸铵进行聚合反应，反应结束后，在反应釜中滴加甲基丙烯酸甲酯，充分搅拌混合，去除溶剂，纯化，得到甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物。
6.如权利要求5所述的一种PPR管材，其特征在于，所述黄腐酸与甲基丙烯酸的摩尔比为1:1-4；所述甲苯与黄腐酸的液料比为60-80:1mL/g；所述反应釜置于60-80℃的恒温水浴中；所述聚合反应的时间为2-4h，温度为60-80℃；所述甲基丙烯酸甲酯的加入量为3-5mL；所述搅拌的时间为10-20min，温度为20-25℃。
7.权利要求1所述的一种PPR管材的制备方法，其特征在于，步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种ppr管材，其特征在于，包括以下重量份数的原料制得：120-150份无规共聚聚丙烯树脂，6-8份甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物，2-4份竹纤维，7-9份改性黄腐酸纳米片，3-5份氧化石墨烯，1-3份3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷，10-15份聚乙烯吡咯烷酮。
2.如权利要求1所述的一种ppr管材，其特征在于，包括以下重量份数的原料制得：135份无规共聚聚丙烯树脂，7份甲基丙烯酸-黄腐酸共聚物，3份竹纤维，8份改性黄腐酸纳米片，4份氧化石墨烯，2份3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷，13份聚乙烯吡咯烷酮。
3.如权利要求1所述的一种ppr管材，其特征在于，所述改性黄腐酸纳米片的制备步骤包括：将黄腐酸加入碱溶液浸渍1-3h，冷冻干燥12-24h，接着在惰性气氛下焙烧4-6h，得黄腐酸纳米片，最后将黄腐酸纳米片和硝酸银加入水中，超声分散30-60min，得到改性黄腐酸纳米片。
4.如权利要求3所述的一种ppr管材，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，浓度为0.1-0.3mol/l；所述黄腐酸与碱...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵红磊，徐日锐，王泰新，程钰乔，肖福全，
申请(专利权)人：海南联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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