一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料及其制备方法，属于聚乙烯管材技术领域。该聚乙烯材料包括以下重量份原料：高密度聚乙烯63

【技术实现步骤摘要】
一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚乙烯管材
，具体地，涉及一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，如能够耐某些种类的化学品产生的化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸)，芳香烃(二甲苯)和卤化烃(四氯化碳)等，而且质轻，无毒。因此，聚乙烯在管道方面的应用非常广泛，如雨水排水管和其他下水道管线。其中，聚乙烯排水管广泛用于公路、铁路路基、地铁工程、废弃物填埋场、隧道、绿化带、运动场及含水量偏高引起的边坡防护等排水领域，以及农业、园艺的灌溉、排水系统。
[0003]但是，现有的聚乙烯排水管在生产过程中会添加无机填料增加其硬度，这种无机填料的添加往往会导致聚乙烯排水管的韧性变差；同时聚乙烯排水管在光照或在受热的情况下老化的速度快，聚乙烯聚合物分子链因氧化降解、交联、助剂迁移等而产生支化、歧化、交联等结构，造成聚乙烯各方面性能的降低。因此，针对上述问题，已有研究涉及。
[0004]如中国专利CN102276892A公开的聚乙烯管材树脂的制备方法，该制备方法为将回收的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、色母、交联剂或者抗氧剂混合，经过一次熔融反应得到中间体，然后将中间体与抗菌剂或者交联剂混合，再经过一次熔融得到目标物，该方案中交联剂和抗氧剂分别在不同的熔融步骤中加入反应，提高管材树脂的稳定性能及耐环境应力开裂性能。如中国专利CN112321932A公开的一种环保高韧性聚乙烯排水管道的生产工艺，该工艺为将聚乙烯回收料、交联剂、抗氧剂A按比例混合造粒，然后将交联改性的聚乙烯回收粒料与抗氧剂B和增韧剂POE混合，再次造粒，得机械强度和耐老化性能优良的聚乙烯。但是，上述两个专利技术均以改性的再生料作为基材与低密度聚乙烯新料混合，其相应的耐老化性能仍不理想，存在其韧性受光照或环境温度影响而变小，导致排水管的脆性开裂的现象。因此，有必要开发出一种耐老化性能好的排水管用耐腐蚀聚乙烯材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料及其制备方法。
[0006]本专利技术要解决的技术问题：现有排水管用聚乙烯的韧性受光照或环境温度影响而变小的问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯63
‑
87份、低密度聚乙烯15
‑
27份、弹性体8
‑
16份、改性玻璃纤维2
‑
5份、耐迁移抗氧化剂1.5
‑
3.5份、润滑剂2
‑
4份。
[0009]进一步地，所述弹性体通过以下步骤制成：
[0010]步骤S1、将三聚氯氰和丙酮加入带有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的四口烧
瓶中，在冰浴中继续搅拌15min，然后在0
‑
5℃下，用滴液漏斗缓慢滴加含有五甲基哌啶醇的丙酮溶液，滴加速度为1
‑
2滴/秒，滴加完全后，继续搅拌2
‑
3h，在反应过程中用10％氢氧化钠溶液调节体系的酸碱度，保持体系的pH值在6
‑
7之间，最终得反应溶液，将反应液冷却至室温，减压抽滤，用丙酮洗涤2
‑
3次，真空干燥箱内干燥至恒重，得中间产物1，其中，三聚氯氰、五甲基哌啶醇的摩尔比为1：1.1
‑
1.3；
[0011]中间产物1的结构式如下所示：
[0012][0013]在上述反应过程中，利用了三聚氯氰的氯和五甲基哌啶醇中的羟基进行反应，形成具有受阻胺结构的取代三聚氯氰——中间产物1；
[0014]步骤S2、将中间产物1、氨基封端聚二甲基硅氧烷和二甲苯放入反应釜中，密封，用氮气置换釜内空气2
‑
3次，充入氮气至0.6MPa，然后升温至78℃，搅拌反应3h，降温打开反应釜，加入质量分数20％氢氧化钠溶液，再次密封，用氮气置换釜内空气2
‑
3次，充入氮气至0.6MPa，升温至135℃，反应3h，降温打开反应釜，加入己二胺封端剂和质量分数20％氢氧化钠溶液，再次密封，用氮气置换釜内空气2
‑
3次，充入氮气至0.6MPa，升温至135℃，反应1h，降温打开反应釜，加入二甲苯稀释，分液，有机相用10％的氯化钠水溶液洗涤2
‑
3次，取有机相减压蒸馏，然后用透析袋截留分子量为2500
‑
3000的分子，透析2
‑
3次，得氨基封端有机硅聚合物，其中，中间产物1的用量、氨基封端聚二甲基硅氧烷的用量、两次氢氧化钠溶液的总用量、乙二胺的用量、二甲苯的用量比为0.1mol：0.1mol：20
‑
40mL：0.1mol：250
‑
400mL，两次氢氧化钠溶液的用量相等，氨基封端聚二甲基硅氧烷的相对分子质量为1000
‑
1500；
[0015]氨基封端的有机硅聚合物的分子结构式如下所示：
[0016][0017]在上述反应中利用中间产物1含有的三聚氯氰中含有的氯原子与氨基封端聚二甲基硅氧烷中的氨基在反应釜中进行的聚合反应，最后利用己二胺和哌啶环上的氯反应，最终获得氨基封端有机硅聚合物；
[0018]步骤S3、将氨基封端有机硅聚合物和无水二氯甲烷加入带有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中，在0℃、氮气氛围下，加入三乙胺，搅拌混合1h后，加入4
‑
二甲氨基吡啶，再用滴液漏斗滴加2
‑
呋喃甲酰氯的无水二氯甲烷溶液，继续搅拌反应3h，然后升温至20
‑
25℃继续搅拌反应48h，然后过滤，滤液用饱和碳酸氢钠水溶液和去离子水连续洗涤，再用无水硫酸镁干燥有机层，旋蒸去溶剂，得呋喃封端有机硅聚合物，其中，氨基封端有机硅聚合物、三乙胺、2
‑
呋喃甲酰氯的摩尔比为1：1
‑
1.3：1，4
‑
二甲氨基吡啶的加入质量为
氨基封端有机硅聚合物质量的1
‑
3％；
[0019]呋喃封端有机硅聚合物的分子结构式如下所示：
[0020][0021]在上述反应中，利用了氨基封端有机硅聚合物中的氨基与2
‑
呋喃甲酰氯的反应，对氨基进行酰胺化，使氨基封端有机硅聚合物中接入呋喃环，为后续反应提供反应基团；
[0022]步骤S4、将马来酸酐固体加入氨基聚硅氧烷的冰醋酸溶液中，室温下充分搅拌2h，使马来酸酐完全溶解，然后在138℃下搅拌6h，冷却至室温，旋蒸去除醋酸，将粗产物重新溶解在二氯甲烷中，并用饱和氯化钠溶液连续洗涤2
‑
3次，再用无水硫酸镁干燥、过滤，再旋蒸去二氯甲烷，得中间产物2，其中，马来酸酐、氨基聚硅氧烷的摩尔比为1.5
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料，其特征在于：包括以下原料：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、弹性体、改性玻璃纤维、耐迁移抗氧化剂、润滑剂；所述弹性体通过以下步骤制成：步骤A、将马来酸酐、氨基聚硅氧烷和冰醋酸混合均匀后，在138℃下搅拌6h，冷却至室温，旋蒸，得粗产物，用二氯甲烷重新溶解，洗涤，干燥、过滤，旋蒸，得中间产物2；步骤B、将呋喃封端有机硅聚合物、中间产物2和二氯甲烷混合均匀，在83℃下搅拌反应12h，冷却至室温，得弹性体。2.根据权利要求1所述的一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料，其特征在于：所述聚乙烯材料包括以下重量份原料：高密度聚乙烯63
‑
87份、低密度聚乙烯15
‑
27份、弹性体8
‑
16份、改性玻璃纤维2
‑
5份、耐迁移抗氧化剂1.5
‑
3.5份、润滑剂2
‑
4份。3.根据权利要求1所述的一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料，其特征在于：所述呋喃封端有机硅聚合物通过以下方法制成：将氨基封端有机硅聚合物和无水二氯甲烷混合均匀后，在0℃、氮气氛围下，加入三乙胺，混合1h后，再加入4
‑
二甲氨基吡啶，再滴加2
‑
呋喃甲酰氯的无水二氯甲烷溶液，滴加完全后，继续反应3h，然后升温至20
‑
25℃继续反应48h，然后过滤，洗涤，干燥，旋蒸，得呋喃封端有机硅聚合物。4.根据权利要求3所述的一种排水管用耐腐蚀聚乙烯材料，其特征在于：氨基封端有机硅聚合物、三乙胺、2
‑
呋喃甲酰氯的摩尔比为1：1
‑
1.3：1，4
‑
二甲氨基吡啶的加入质量为氨基封端有机硅聚合物质量的1
‑
3％。5.根据权利要求3所述的一种排水管...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭少星，
申请(专利权)人：安徽华奇管业有限公司，
类型：发明
国别省市：