一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材及其制备方法，先以塑料母粒为原料挤出成型制成塑料内管；然后将塑料内管缩径后进入无缝钢管，塑料内管自动回弹，挤压定型；最后热熔挤出塑料母粒，使其均匀裹覆于无缝钢管外表面，定型，即得。该PSP钢塑复合管材具有良好的抗菌性、抗老化性和耐高温性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材及其制备方法
本专利技术涉及
，特别是涉及一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材及其制备方法。
技术介绍
PSP钢塑复合管材是以焊接钢管为中间层、内外层为塑料复合而成的一种管材。PSP钢塑复合管材具有承压高、抗冲击力强等特点，内外层的塑料起到了防腐蚀作用，具有内壁光滑、耐化学腐蚀、无污染、流体阻力小、不结垢、不滋生微生物、流体不受二次污染等优点，使用寿命高达50年。该管材克服了钢管存在的易锈蚀、有污染、笨重、使用寿命短和塑料管存在的强度低、膨胀量大、易变形等缺陷，而又具有钢管和塑料管的共同优点，如隔氧性好、有较高的刚性和较高的强度，埋地管容易探测等。目前PSP钢塑复合管材被广泛用于市政、化工、采矿等领域。市面上最常见的PSP钢塑复合管材是钢塑复合压力管，该管材的中间层为高碳钢带通过卷曲成型对接焊接而成的钢带层，内外层均为高密度聚乙烯。由于聚乙烯对化学和机械作用很敏感，耐热老化性差，在一些领域无法得到应用。专利CN101430029B公开了一种外壁缠绕塑料带内壁喷涂塑料的复合钢管，在复合钢管的外壁有塑料带缠绕层，复合钢管内壁有塑料涂覆层，其中，外壁材质为聚乙烯，内壁材质为聚脲，无论是抗菌性、抗老化性还是耐高温性均较差，无法满足长时间使用的基本要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材及其制备方法，其具有良好的抗菌性、抗老化性和耐高温性。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：>一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材的制备方法，具体步骤如下：(1)先以塑料母粒为原料挤出成型制成塑料内管；(2)然后将塑料内管缩径后进入无缝钢管，塑料内管自动回弹，挤压定型；(3)最后热熔挤出塑料母粒，使其均匀裹覆于无缝钢管外表面，定型，即得所述的PSP钢塑复合管材；其中，所述塑料母粒是先以乙烯、氟乙烯为原料，聚合反应得到树脂基体，再将树脂基体与添加剂熔融共混而得；所述添加剂是先将纳米氮化碳和纳米二氧化钛复合制成纳米材料，再利用3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷进行改性处理得到改性纳米材料，最后将改性纳米材料与1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯聚合反应而得。优选的，步骤(1)的具体方法如下：将塑料母粒置于聚合物管旋转挤出装置中进行熔融旋转挤出，挤出的管坯在牵引下进行冷却定径；其中，熔融旋转挤出的工艺条件为：熔融温度220～240℃，口模段温度220～230℃；旋转采用芯棒相对于口模单独旋转、口模相对于芯棒单独旋转、芯棒与口模同时同向旋转或芯棒与口模同时反向旋转中的任一种，转速为18～20r/min。优选的，步骤(2)中，塑料内管、无缝钢管的厚度分别为1.5mm、2mm，塑料内管的外径比无缝钢管的内径大2mm，无缝钢管进行预处理，具体方法如下：去毛刺、焊筋，内表面和外表面喷砂实现粗糙化。优选的，步骤(2)的具体方法为：先将塑料内管通过滚轮缩径机缩径后进入无缝钢管，使得塑料内管的两端比无缝钢管的两端各长5～6cm；然后于-10～-15℃条件下放置40～50小时，使得塑料内管自动回弹；最后采用电热圈在240～250℃条件下将回弹后无缝钢管两端长出的塑料内管加热至变软，利用翻边机上对变软的塑料内管进行挤压定型，形成翻边即可。优选的，步骤(3)中，利用热熔挤出设备实现热熔挤出，从进料斗到口模的温度依次设定为：60℃，216℃，216℃，217℃，220℃，232℃，238℃，240℃，237℃。优选的，步骤(3)中，热熔挤出后，在-10～-5℃条件下冷却定型8～10小时，使得无缝钢管外表面形成外层，外层的厚度为1.5mm。优选的，以重量份计，所述树脂基体的制备方法如下：先将1～2份齐格勒纳塔催化剂与3～5份正己烷、1～2份正庚烷加入聚合釜中，并将聚合釜温度升高至50～60℃；然后通入0.3～0.4份氟乙烯、1～2份氢气和100份乙烯，82～84℃和0.5～0.8MPa条件下反应2～3小时，降温至常温，出料，干燥，得到树脂基体。优选的，树脂基体与添加剂的质量比为100：1～2，熔融共混温度为230～240℃，共混时间为15～20分钟，共混时转速为30～50r/min。优选的，以重量份计，所述纳米材料的制备方法如下：向10份纳米氮化碳的DMF溶液中加入0.5～0.8份纳米二氧化钛，135～145℃条件下热处理50～60分钟，过滤，洗涤，干燥，煅烧，自然冷却即得；其中，纳米氮化碳的DMF溶液是通过以下方法制备得到的：将纳米氮化碳分散于DMF中，超声波振荡处理20～30分钟，打破团聚，使得氮化碳均匀分散于DMF中，制成纳米氮化碳的DMF溶液；纳米氮化碳与DMF的质量体积比为1g：100～120mL。进一步优选的，洗涤的具体方法是：利用去离子水洗涤2～3次；干燥的工艺条件是：70～80℃干燥10～12小时；煅烧的工艺条件是：以50～55℃的升温速率升温至1200～1300℃，保持温度煅烧5～6小时。优选的，以重量份计，改性纳米材料的制备方法如下：先将1份3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷加入5～6份甲苯中，超声波振荡均匀，再加入0.3～0.4份纳米材料，85～95℃搅拌反应7～9小时，离心，洗涤，干燥，即得所述的改性纳米材料。优选的，以重量份计，聚合反应的工艺条件为：先将1份1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯、1～2份改性纳米材料、0.01～0.02份引发剂和0.002～0.003份催化剂加入搅拌机中，1000～1200r/min搅拌5～8分钟，加热至180～200℃，保温搅拌50～80分钟，转移至旋转真空烘烤炉中，保持真空度-0.08～-0.09MPa，在230～250℃条件下真空烘烤2～3小时，自然冷却至室温(25℃)即得。进一步优选的，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过硫酸铵或偶氮二异丁腈中的任一种；所述催化剂选自醋酸锂、磷酸铝或氧化锑中的任一种。本专利技术还要求保护利用上述制备方法得到的一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术先以塑料母粒为原料挤出成型制成塑料内管；然后将塑料内管缩径后进入无缝钢管，塑料内管自动回弹，挤压定型；最后热熔挤出塑料母粒，使其均匀裹覆于无缝钢管外表面，定型，即得所述的PSP钢塑复合管材。该PSP钢塑复合管材具有良好的抗菌性、抗老化性和耐高温性。(2)本专利技术所述塑料母粒是先以乙烯、氟乙烯为原料，聚合反应得到树脂基体，再将树脂基体与添加剂熔融共混而得。氟乙烯引入氟，有利于树脂基体抗菌性、耐高温性的提高，在制备树脂基体时还通入氢气，有利于分子量的增大，进一步提高耐高温性。氟还可以与添加剂中的氨基形成氢键作用，通过氢键作用，改善添加剂在体系中的相容性，并进一步改善产品的耐高温性和耐老化性。(3)本专利技术的添加剂是先将纳米氮化碳和纳米二氧化钛复合制成纳米材料，再利用3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：/n(1)先以塑料母粒为原料挤出成型制成塑料内管；/n(2)然后将塑料内管缩径后进入无缝钢管，塑料内管自动回弹，挤压定型；/n(3)最后热熔挤出塑料母粒，使其均匀裹覆于无缝钢管外表面，定型，即得所述的PSP钢塑复合管材；/n其中，所述塑料母粒是先以乙烯、氟乙烯为原料，聚合反应得到树脂基体，再将树脂基体与添加剂熔融共混而得；所述添加剂是先将纳米氮化碳和纳米二氧化钛复合制成纳米材料，再利用3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷进行改性处理得到改性纳米材料，最后将改性纳米材料与1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯聚合反应而得。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)先以塑料母粒为原料挤出成型制成塑料内管；
(2)然后将塑料内管缩径后进入无缝钢管，塑料内管自动回弹，挤压定型；
(3)最后热熔挤出塑料母粒，使其均匀裹覆于无缝钢管外表面，定型，即得所述的PSP钢塑复合管材；
其中，所述塑料母粒是先以乙烯、氟乙烯为原料，聚合反应得到树脂基体，再将树脂基体与添加剂熔融共混而得；所述添加剂是先将纳米氮化碳和纳米二氧化钛复合制成纳米材料，再利用3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷进行改性处理得到改性纳米材料，最后将改性纳米材料与1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯聚合反应而得。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的具体方法如下：将塑料母粒置于聚合物管旋转挤出装置中进行熔融旋转挤出，挤出的管坯在牵引下进行冷却定径；其中，熔融旋转挤出的工艺条件为：熔融温度220～240℃，口模段温度220～230℃；旋转采用芯棒相对于口模单独旋转、口模相对于芯棒单独旋转、芯棒与口模同时同向旋转或芯棒与口模同时反向旋转中的任一种，转速为18～20r/min。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的具体方法为：先将塑料内管通过滚轮缩径机缩径后进入无缝钢管，使得塑料内管的两端比无缝钢管的两端各长5～6cm；然后于-10～-15℃条件下放置40～50小时，使得塑料内管自动回弹；最后采用电热圈在240～250℃条件下将回弹后无缝钢管两端长出的塑料内管加热至变软，利用翻边机上对变软的塑料内管进行挤压定型，形成翻边即可。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，利用热熔挤出设备实现热熔挤出，从进料斗到口模的温度依次设定为：60℃，216℃，216℃，217℃，220℃，232℃，238℃，240℃，237℃。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述树脂基体的制备方法如下：先将1～2份齐格勒纳塔催化剂与3...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子林，
申请(专利权)人：浙江联景塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33