【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于pe-rt管材。更具体地，涉及一种高强度防垢pe-rt管及其制备方法与应用。
技术介绍
1、低温地面辐射采暖是近年来城市化推进过程中逐渐推广普及的一种新型采暖技术，通过合理布局铺设采暖管道形成微温对流，提升居住环境舒适度。作为供热系统中的散热终端，采暖管材需要具有良好的散热性能和足够的力学性能，以保证供暖系统的高效安全运行。目前市面上的采暖管材种类主要有交联聚乙烯(pe-x)管、无规共聚聚丙烯(pp-r)管、聚丁烯(pb)管、交联铝塑复合(xpap)管、非交联耐热聚乙烯(pe-rt)管这五种，它们普遍都具有施工简单、耐热耐腐蚀好等优点。
2、其中，非交联耐热聚乙烯(pe-rt)管导热效率相对较高，具有较强的柔韧性，能够做成盘管，运输方便，而且可以回收利用，绿色环保，在采暖领域的市场占有率逐年提升。如中国专利申请cn111349281a公开了一种阻氧pe-rt采暖管，通过共混改性pe-rt材料，提高了pe-rt采暖管阻隔氧气渗透的性能，得到了高阻氧率的pe-rt采暖管材，其阻氧率较常规pe-rt管提高了80～97％。但同时pe-rt材料也存在力学性能不足的明显缺陷，并且在采暖系统运行期间，管路中循环水含氧量累积，系统内容易滋生细菌，集聚微生物泥垢，与水中泥垢一起附着在管道内壁，不仅降低采暖系统换热效率，更使管道承压增大，极大增加了采暖系统运行中渗漏水的风险。因此，迫切需要大幅提升采暖塑料管材内壁的防垢能力与力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术
2、本专利技术的目的是提供所述pe-rt管的制备方法。
3、本专利技术另一目的是提供所述pe-rt管在耐热水管
中的应用。
4、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
5、现阶段采暖管道系统的研发重点是提升材料的导热性能，常用的方法是在材料配方体系中加入金属粉末、无机或有机成分的导热填料，提高材料的导热系数，增强换热效率。但该体系中的导热填料多数是小分子材料，在材料体系中分散性差，容易降低管道系统的机械性能；同时管道系统长期运行后，内壁结垢，导致管道系统承压增大，更容易出现渗漏情况。
6、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高强度防垢pe-rt管，所述高强度防垢pe-rt管为双层结构，外层主要由pe-rt树脂和高强度填充母料制成，内层主要由pe-rt树脂和改性长效抗菌母料制成；
7、其中，所述高强度填充母料由pe-rt树脂、聚酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯增容剂、抗氧剂制成；
8、所述改性长效抗菌母料由pe-rt树脂、抗氧剂、改性氧化锌晶须制成。
9、聚酰胺是很好的增韧增强材料，抗冲击性能好，分子结构中具有极性基团。将非交联耐热聚乙烯(pe-rt)与聚酰胺共混，聚酰胺作为增强剂能够提升pe-rt的抗冲击强度；但pe-rt与聚酰胺结构和极性相差较大，导致二者直接共混相容性差，即使在高速剪切状态下，也只能维持较大分散相的动态平衡，两相间的分子链相互渗透很少，界面清晰，导致其在受到冲击时，更容易被破坏。本专利技术在pe-rt表面接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯分子结构中具有极性的环氧基官能团，在高温熔融挤出过程中，能够与聚酰胺分子结构上的极性基团部分发生反应，形成耐热聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚酰胺共聚物。该共聚物在耐热聚乙烯和聚酰胺两相界面之间起到渗透作用，增强了界面的黏结强度，使两相界面变得模糊，同时也使聚酰胺相颗粒尺寸减小，均匀地分散在pe-rt相中，从而改善了两相间的相容性，能够承受更大的外部或内部冲击力，大幅提升材料整体强度。
10、进一步地，所述高强度填充母料各组分的重量份数为pe-rt树脂40～60份、聚酰胺25～35份、甲基丙烯酸缩水甘油酯增容剂15～25份、抗氧剂1～3份。
11、优选地，所述高强度填充母料的制备方法为：将pe-rt树脂、聚酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯增容剂、抗氧剂混合10～15min，160～200℃下熔融挤出、冷却、切粒、干燥，得到高强度填充母料。
12、更进一步地，所述改性长效抗菌母料各组分的重量份数为pe-rt树脂70～90份、抗氧剂0.5～2份、改性氧化锌晶须15～25份。
13、进一步地，所述改性氧化锌晶须为氧化锌晶须用硅烷偶联剂改性得到。优选地，所述硅烷偶联剂质量为氧化锌晶须的2％～5％。
14、优选地，所述氧化锌晶须的根部直径为1～2μm，长度为15～20μm。
15、更优选地，所述改性氧化锌晶须的制备方法包括以下步骤：将硅烷偶联剂在ph值为3～5的水-乙醇溶液(其中乙醇的体积分数为20％～30％)中水解15～45分钟，加入氧化锌晶须后，在35～45℃水浴中搅拌25～50分钟，减压过滤，去离子水洗涤产物，80～100℃℃干燥，即得。
16、氧化锌晶须具有规整的三维空间结构，根部直径0.1～10μm，长度10～300μm，晶须尖端部分尺寸处于纳米级，表现出特殊的尖端纳米效应，能够高效杀灭细菌，并具有良好的耐高温、耐磨、高强度等功能特性。氧化锌晶须作为功能性无机填料，具有高表面能，而pe-rt树脂基体为低表面能，二者相容性差。如果将氧化锌晶须直接添加到pe-rt树脂基体中进行复合，与树脂基体相容性差，影响界面结合力，进而影响复合材料的成型及力学性能。因此在进行复合前对氧化锌晶须进行表面改性是十分必要的。对无机材料进行表面改性的方法有物理、化学、机械等方法，本专利技术采用偶联剂对氧化锌晶须表面进行化学改性。氧化锌晶须表面富含羟基，能够与硅烷偶联剂中的功能基团发生反应，使晶须表面由极性变为非极性，能够均匀分散在pe-rt树脂基体中，与树脂基体结合力增加，形成牢固的界面粘合。同时，晶须之间有一定程度的重叠，互相缠绕，能够大幅提升树脂基体的整体强度。当管道受到冲击或内部承压增大时，氧化锌晶须的独特结构不仅能够吸收能量，还可以将受到的应力通过树脂基体从晶须传递到相邻晶须，将应力分散到周围，防止管道受到局部应力集中冲击，避免了材料的早期破坏，进一步提高管道系统强度。此外，氧化锌晶须的特殊结构能够使其在不同方向与树脂基体接触，能够使用较少的添加量，即可达到其他填充材料相同的增强效果。
17、此外，氧化锌晶须经偶联剂改性后，其表面由极性变为非极性，呈现较强的疏水性，能够有效降低管道内壁的摩擦阻力，减少微生物与泥垢的附着，使管道系统长期处于较低的运行压力，延长管道运行寿命。具体的，氧化锌晶须尖端部分尺寸处于纳米级，使晶须具备了纳米材料的纳米尺寸效应，能够高效破坏pe-rt管道内细菌的生物活性，减少微生物集聚产生微生物泥垢。氧化锌晶须的三维空间结构，其晶须能够在四个方向与树脂基体结合，晶须之间有一定程度的重叠，互相缠绕，能够在长期热水环境中稳定存在，使管道系统长期保持高效抗菌效果，也无需额外添加具有污染水体的有机防垢剂，更加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度防垢PE-RT管，其特征在于，所述高强度防垢PE-RT管为双层结构，外层主要由PE-RT树脂和高强度填充母料制成，内层主要由PE-RT树脂和改性长效抗菌母料制成；
2.根据权利要求1所述高强度防垢PE-RT管，其特征在于，所述高强度填充母料各组分的重量份数为PE-RT树脂40～60份、聚酰胺25～35份、甲基丙烯酸缩水甘油酯增容剂15～25份、抗氧剂1～3份。
3.根据权利要求1所述高强度防垢PE-RT管，其特征在于，所述改性长效抗菌母料各组分的重量份数为PE-RT树脂70～90份、抗氧剂0.5～2份、改性氧化锌晶须15～25份。
4.根据权利要求1所述高强度防垢PE-RT管，其特征在于，所述改性氧化锌晶须为氧化锌晶须用硅烷偶联剂改性得到。
5.根据权利要求1所述高强度防垢PE-RT管，其特征在于，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯增容剂的制备具体包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述高强度防垢PE-RT管，其特征在于，所述外层原料的重量份数为PE-RT树脂100份、高强度填充母料2～8份。
7.根据权利
8.根据权利要求1所述高强度防垢PE-RT管，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
9.权利要求1～8任一所述高强度防垢PE-RT管的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
10.权利要求1～8任一所述高强度防垢PE-RT管在耐热水管中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度防垢pe-rt管，其特征在于，所述高强度防垢pe-rt管为双层结构，外层主要由pe-rt树脂和高强度填充母料制成，内层主要由pe-rt树脂和改性长效抗菌母料制成；
2.根据权利要求1所述高强度防垢pe-rt管，其特征在于，所述高强度填充母料各组分的重量份数为pe-rt树脂40～60份、聚酰胺25～35份、甲基丙烯酸缩水甘油酯增容剂15～25份、抗氧剂1～3份。
3.根据权利要求1所述高强度防垢pe-rt管，其特征在于，所述改性长效抗菌母料各组分的重量份数为pe-rt树脂70～90份、抗氧剂0.5～2份、改性氧化锌晶须15～25份。
4.根据权利要求1所述高强度防垢pe-rt管，其特征在于，所述改性氧化锌晶须为氧化锌晶须用硅烷偶联剂改性得到。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李艳芳，郑先伟，何梦华，
申请(专利权)人：广东联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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