一种聚丙烯、氢氧化铝复合管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯、氢氧化铝复合管及其制备方法，属于管材改性制备技术领域。本发明专利技术的聚丙烯、氢氧化铝复合管设置了内层管和外层管；内层管和外层管材质相同，均包括如下质量份数的组分：聚丙烯120～150份、纳米改性氢氧化铝70～100份、滑石粉60～90份、硬脂酸1～4份、偶联剂1～3份、相容剂2～4份、抗氧剂2～6份、聚乙烯蜡2～4份、色母料6～12份。其中，纳米改性氢氧化铝采用固

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯、氢氧化铝复合管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及管材改性制备
，具体的说，涉及一种聚丙烯、氢氧化铝复合管及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国已经建立了以聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管和聚丙烯(PP)管为主的塑料管道加工和应用产业。从材料上看，PVC
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U、PE和PP通用塑料仍是最大的品种，PP管道约占总量的10％左右。PP管材中PP
‑
R为主要品种，它主要应用在建筑物内的冷、热水输送上。在PP成型过程中，将硅酸盐、碳酸钙、二氧化硅、纤维素、玻璃纤维等填料填充于聚合物中，达到PP耐热性提高、成本降低、刚性提高、成型收缩率降低等，但PP冲击强度、伸长率也会随之降低。
[0003]氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体。因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。
[0004]目前氢氧化铝纳米化现有技术存在氢氧化铝和纳米粒子分散不均、纳米粒子容易团聚等问题，而采用固
‑
液雾化气流干燥法制备纳米改性氢氧化铝，通过溶胶
‑
凝胶法原位生长的纳米二氧化钛溶胶，喷涂雾化均匀分散在氢氧化铝表面，可使纳米粒子和氢氧化铝一起在聚丙烯、氢氧化铝复合管中均匀分布。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有技术中存在的缺陷，采用固
‑
液雾化气流干燥法将氢氧化铝纳米改性，提供了一种高刚高韧、阻燃、防止发烟等性能的聚丙烯、氢氧化铝复合管及其制备方法。
[0006]一种聚丙烯、氢氧化铝复合管，设置了内层管和外层管，内层管和外层管材质相同，包括如下质量份数的组分：聚丙烯120～150份、纳米改性氢氧化铝70～100份、滑石粉60～90份、硬脂酸1～4份、偶联剂1～3份、相容剂2～4份、抗氧剂2～6份、聚乙烯蜡2～4份、色母料6～12份。
[0007]优选的，聚丙烯、氢氧化铝复合管的配方中，所述相容剂为环状酸酐型、羧酸型、环氧型、酰亚胺型、低分子型其中任一一种。
[0008]优选的，聚丙烯、氢氧化铝复合管的配方中，所述抗氧剂为为过氧化物分解型抗氧剂、自由基清除型抗氧剂、金属减活型抗氧剂。
[0009]在以上技术方案的基础上，优选的，所述纳米改性氢氧化铝的制备方法：采用固
‑
液雾化气流干燥法制备。通过溶胶
‑
凝胶法原位生长合成纳米二氧化钛溶胶，在鼓风干燥塔内自上而下喷洒雾化分散。氢氧化铝细粉则在鼓风干燥塔内自下而上鼓风分散，与雾气形成空气对流，将纳米二氧化钛包覆于氢氧化铝细粉中，经过干燥得到纳米改性氢氧化铝。
[0010]进一步地，纳米改性氢氧化铝的制备方法中，所述纳米二氧化钛溶胶的合成方法
为以下方法中的其中一种：
[0011]方法一：以化学纯的有机钛酸丁脂[Ti(OC4H9)4]为前驱体，将其溶于无水乙醇中，缓慢加水使[Ti(OC4H9)4]水解，得到稳定的Ti02溶胶。生产中原料物质的量比n[Ti(OC4H9)4]：n[EtOH]：n[H2O]＝3：4：3；
[0012]方法二：以钛酸丁酯为主原料，将定量的钛酸丁酯和蒸馏水分别溶于乙醇中，然后在剧烈的电磁搅拌情况下将二者缓慢混合，采用成分变化、温度变化以及加入少量的添加剂来控制凝胶时间。生产中原料物质的量投料比为钛酸丁酯：乙醇：蒸馏水＝1：15：1；
[0013]方法三：取一定量的Ti(SO4)2溶液，加入几滴十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液搅拌，同时以一定速度滴加NaOH溶液，形成白色氧化物沉淀，用去离子水反复洗涤后，加入一定量的胶溶剂HCI溶液，使体系进行胶溶；
[0014]方法四：以无机钛盐[Ti(NO3)4]为前驱体，聚乙二醇和淀粉作为分散剂，用溶胶凝胶法得到纳米TiO2溶胶。
[0015]优选的，聚丙烯、氢氧化铝复合管的配方中，所述偶联剂为KH550、KH560、KH570、钛酸酯偶联剂201、钛酸酯偶联剂401、铝酸酯偶联剂F
‑
1、硼酸酯LD
‑
100P、硼酸酯偶联剂SB182中的一种。
[0016]优选的，聚丙烯、氢氧化铝复合管采用锥双螺杆挤出机挤出成型。
[0017]本专利技术还提供了一种聚丙烯、氢氧化铝复合管的制备方法，包括如下制备步骤：
[0018]步骤一：固
‑
液雾化气流干燥法制备纳米改性氢氧化铝：通过溶胶
‑
凝胶法原位生长合成纳米二氧化钛溶胶，在鼓风干燥塔内自上而下喷洒雾化分散。氢氧化铝细粉则在鼓风干燥塔内自下而上鼓风分散，与雾气形成空气对流，将纳米二氧化钛包覆于氢氧化铝细粉中，经过干燥得到纳米改性氢氧化铝；
[0019]步骤二：按照质量份数称取原料后常温混料机进行共混，得原料混合物；
[0020]步骤三：将原料混合物送入锥双螺杆挤出机挤出后经模具成型，得初产品；
[0021]步骤四：初产品拉伸后按照规格切割，得中间产品；
[0022]步骤五：中间产品经扩口得聚丙烯、氢氧化铝复合管。
[0023]进一步地，步骤三中挤出的各个段区的塑化温度为：下料段150
‑
170℃、塑化段200
‑
230℃、均化段180
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200℃、流道190
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210℃、模具190
‑
210℃。
[0024]本专利技术将聚丙烯原料与纳米改性后的氢氧化铝通过热加工制备出复合管材，引入纳米粒子改善聚丙烯树脂与氢氧化铝的相容性，提高聚丙烯、氢氧化铝复合材料的断裂伸长率和冲击韧性等，并且让PP管材具有阻燃和防止发烟的性能，在火灾防护、安全保障方面发挥重要作用。
[0025]上述聚丙烯、氢氧化铝复合管，具有高刚高韧、阻燃、防止发烟等性能。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]1本专利技术采用固
‑
液雾化气流干燥法制备纳米改性氢氧化铝，通过溶胶
‑
凝胶法原位生长的纳米二氧化钛溶胶，在氢氧化铝表面均匀分散，纳米粒子在聚丙烯、氢氧化铝复合管中均匀分布。
[0028]2本专利技术的聚丙烯、氢氧化铝复合管中的纳米粒子，促进了聚丙烯与氢氧化铝的界面结合力，提高了复合材料的整体性能，使聚丙烯、氢氧化铝复合管具有高刚高韧、相容性、耐候性能好的特点。
[0029]3本专利技术的聚丙烯、氢氧化铝复合管成型结晶时以纳米改性氢氧化铝和聚丙烯分别为结晶成核剂形成两种结晶体，显著降低结晶温度。
附图说明
[0030]附图1为本专利技术实施例一的管材的微观纤维图。
[0031]附图2为本专利技术实施例一至四的DSC温度图。
具体实施方式
[0032]为了使本领域的技术人员更好地理解专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0033]本专利技术的聚丙烯、氢氧化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯、氢氧化铝复合管，其特征在于，所述聚丙烯、氢氧化铝复合管设置内层管和外层管；内层管和外层管均包括如下质量份数的组分：聚丙烯120～150份、纳米改性氢氧化铝70～100份、滑石粉60～90份、硬脂酸1～4份、偶联剂1～3份、相容剂2～4份、抗氧剂2～6份、聚乙烯蜡2～4份、色母料6～12份。2.根据权利要求1所述的聚丙烯、氢氧化铝复合管，其特征在于，所述纳米改性氢氧化铝的制备方法：采用固
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液雾化气流干燥法制备；通过溶胶
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凝胶法原位生长合成纳米二氧化钛溶胶，在鼓风干燥塔内自上而下喷洒雾化分散；氢氧化铝细粉则在鼓风干燥塔内自下而上鼓风分散，与雾气形成空气对流，将纳米二氧化钛包覆于氢氧化铝细粉中，经过干燥得到纳米改性氢氧化铝。3.根据权利要求2所述的聚丙烯、氢氧化铝复合管，其特征在于：所述纳米二氧化钛溶胶的合成方法为以下方法中的其中一种：方法一：以化学纯的有机钛酸丁脂[Ti(OC4H9)4]为前驱体，将其溶于无水乙醇中，缓慢加水使[Ti(OC4H9)4]水解，得到稳定的Ti02溶胶；生产中原料物质的量比n[Ti(OC4H9)4]：n[EtOH]：n[H2O]＝3：4：3；方法二：以钛酸丁酯为主原料，将定量的钛酸丁酯和蒸馏水分别溶于乙醇中，然后在剧烈的电磁搅拌情况下将二者缓慢混合，采用成分变化、温度变化以及加入少量的添加剂来控制凝胶时间；生产中原料物质的量投料比为钛酸丁酯：乙醇：蒸馏水＝1：15：1；方法三：取一定量的Ti(SO4)2溶液，加入几滴十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液搅拌，同时以一定速度滴加NaOH溶液，形成白色氧化物沉淀，用去离子水反复洗涤后，加入一定量的胶溶剂HCI溶液，使体系进行胶溶；方法四：以无机钛盐[Ti(NO3)4]为前驱体，聚乙二醇和淀粉作为分散剂，用溶胶凝胶法得到纳米TiO2溶胶。4.根据权利要求1所述的聚丙烯、氢氧化铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伦，朱明闯，文海，
申请(专利权)人：四川兴辉腾集团有限公司，
类型：发明
国别省市：