一种抗菌抗老化耐高温PSP钢塑复合管材及其制备方法与流程

文档序号:25739960发布日期:2021-07-06 18:50阅读:178来源:国知局
本发明涉及
技术领域
,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。
背景技术
: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。技术实现要素:本发明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,本发明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。本发明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,本发明的有益效果是:(1)本发明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)本发明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)本发明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。纳米材料具有一定的抗菌性和抗老化性,也有利于耐高温性的提高,本发明利用3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷对纳米材料进行改性处理引入双键,再与1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯通过聚合反应引入有机基团,提高相容性,进一步改善抗菌性、抗老化性和耐高温性。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例1一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。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240℃,口模段温度230℃;旋转采用芯棒相对于口模单独旋转,转速为18r/min。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。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6cm;然后于-10℃条件下放置50小时,使得塑料内管自动回弹;最后采用电热圈在240℃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。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℃。步骤(3)中,热熔挤出后,在-5℃条件下冷却定型8小时,使得无缝钢管外表面形成外层,外层的厚度为1.5mm。所述树脂基体的制备方法如下:先将2g齐格勒纳塔催化剂与3g正己烷、2g正庚烷加入聚合釜中,并将聚合釜温度升高至50℃;然后通入0.4g氟乙烯、1g氢气和100g乙烯,84℃和0.5mpa条件下反应3小时,降温至常温,出料,干燥,得到树脂基体。树脂基体与添加剂的质量比为100:1,熔融共混温度为240℃,共混时间为15分钟,共混时转速为50r/min。纳米材料的制备方法如下:向10g纳米氮化碳的dmf溶液中加入0.5g纳米二氧化钛,145℃条件下热处理50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:100ml。洗涤的具体方法是:利用去离子水洗涤3次;干燥的工艺条件是:70℃干燥2小时;煅烧的工艺条件是:以50℃的升温速率升温至1300℃,保持温度煅烧5小时。改性纳米材料的制备方法如下:先将1g3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷加入6g甲苯中,超声波振荡均匀,再加入0.3g纳米材料,95℃搅拌反应7小时,离心,洗涤,干燥,即得所述的改性纳米材料。聚合反应的工艺条件为:先将1g1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯、2g改性纳米材料、0.01g引发剂和0.003g催化剂加入搅拌机中,1000r/min搅拌8分钟,加热至180℃,保温搅拌80分钟,转移至旋转真空烘烤炉中,保持真空度-0.08mpa,在250℃条件下真空烘烤2小时,自然冷却至室温(25℃)即得。所述引发剂为过氧化苯甲酰;所述催化剂为醋酸锂。实施例2一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。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230℃,口模段温度220℃;旋转采用芯棒与口模同时同向旋转,转速为20r/min。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。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5cm;然后于-15℃条件下放置40小时,使得塑料内管自动回弹;最后采用电热圈在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。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℃。步骤(3)中,热熔挤出后,在-10℃条件下冷却定型10小时,使得无缝钢管外表面形成外层,外层的厚度为1.5mm。所述树脂基体的制备方法如下:先将1g齐格勒纳塔催化剂与5g正己烷、1g正庚烷加入聚合釜中,并将聚合釜温度升高至60℃;然后通入0.3g氟乙烯、2g氢气和100g乙烯,82℃和0.8mpa条件下反应2小时,降温至常温,出料,干燥,得到树脂基体。树脂基体与添加剂的质量比为100:2,熔融共混温度为230℃,共混时间为20分钟,共混时转速为30r/min。纳米材料的制备方法如下:向10g纳米氮化碳的dmf溶液中加入0.8g纳米二氧化钛,135℃条件下热处理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:120ml。洗涤的具体方法是:利用去离子水洗涤2次;干燥的工艺条件是:80℃干燥10小时;煅烧的工艺条件是:以55℃的升温速率升温至1200℃,保持温度煅烧6小时。改性纳米材料的制备方法如下:先将1g3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷加入5g甲苯中,超声波振荡均匀,再加入0.4g纳米材料,85℃搅拌反应9小时,离心,洗涤,干燥,即得所述的改性纳米材料。聚合反应的工艺条件为:先将1g1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯、1g改性纳米材料、0.02g引发剂和0.002g催化剂加入搅拌机中,1200r/min搅拌5分钟,加热至200℃,保温搅拌50分钟,转移至旋转真空烘烤炉中,保持真空度-0.09mpa,在230℃条件下真空烘烤3小时,自然冷却至室温(25℃)即得。所述引发剂为过硫酸铵;所述催化剂为磷酸铝。实施例3一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。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230℃,口模段温度220℃;旋转采用芯棒与口模同时反向旋转,转速为19r/min。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。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5.5cm;然后于-12℃条件下放置45小时,使得塑料内管自动回弹;最后采用电热圈在245℃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。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℃。步骤(3)中,热熔挤出后,在-8℃条件下冷却定型9小时,使得无缝钢管外表面形成外层,外层的厚度为1.5mm。所述树脂基体的制备方法如下:先将1.5g齐格勒纳塔催化剂与4g正己烷、1.5g正庚烷加入聚合釜中,并将聚合釜温度升高至55℃;然后通入0.35g氟乙烯、1.5g氢气和100g乙烯,83℃和0.7mpa条件下反应2.5小时,降温至常温,出料,干燥,得到树脂基体。树脂基体与添加剂的质量比为100:1.5,熔融共混温度为235℃,共混时间为18分钟,共混时转速为40r/min。纳米材料的制备方法如下:向10g纳米氮化碳的dmf溶液中加入0.7g纳米二氧化钛,140℃条件下热处理55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25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:110ml。洗涤的具体方法是:利用去离子水洗涤3次;干燥的工艺条件是:75℃干燥11小时;煅烧的工艺条件是:以52℃的升温速率升温至1250℃,保持温度煅烧5.5小时。改性纳米材料的制备方法如下:先将1g3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷加入5.5g甲苯中,超声波振荡均匀,再加入0.35g纳米材料,90℃搅拌反应8小时,离心,洗涤,干燥,即得所述的改性纳米材料。聚合反应的工艺条件为:先将1g1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯、1.5g改性纳米材料、0.015g引发剂和0.0025g催化剂加入搅拌机中,1100r/min搅拌6分钟,加热至190℃,保温搅拌70分钟,转移至旋转真空烘烤炉中,保持真空度-0.085mpa,在240℃条件下真空烘烤2.5小时,自然冷却至室温(25℃)即得。所述引发剂为偶氮二异丁腈;所述催化剂为氧化锑。对比例1一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。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240℃,口模段温度230℃;旋转采用芯棒相对于口模单独旋转,转速为18r/min。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。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6cm;然后于-10℃条件下放置50小时,使得塑料内管自动回弹;最后采用电热圈在240℃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。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℃。步骤(3)中,热熔挤出后,在-5℃条件下冷却定型8小时,使得无缝钢管外表面形成外层,外层的厚度为1.5mm。所述树脂基体的制备方法如下:先将2g齐格勒纳塔催化剂与3g正己烷、2g正庚烷加入聚合釜中,并将聚合釜温度升高至50℃;然后通入1g氢气和100g乙烯,84℃和0.5mpa条件下反应3小时,降温至常温,出料,干燥,得到树脂基体。树脂基体与添加剂的质量比为100:1,熔融共混温度为240℃,共混时间为15分钟,共混时转速为50r/min。纳米材料的制备方法如下:向10g纳米氮化碳的dmf溶液中加入0.5g纳米二氧化钛,145℃条件下热处理50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:100ml。洗涤的具体方法是:利用去离子水洗涤3次;干燥的工艺条件是:70℃干燥2小时;煅烧的工艺条件是:以50℃的升温速率升温至1300℃,保持温度煅烧5小时。改性纳米材料的制备方法如下:先将1g3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷加入6g甲苯中,超声波振荡均匀,再加入0.3g纳米材料,95℃搅拌反应7小时,离心,洗涤,干燥,即得所述的改性纳米材料。聚合反应的工艺条件为:先将1g1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯、2g改性纳米材料、0.01g引发剂和0.003g催化剂加入搅拌机中,1000r/min搅拌8分钟,加热至180℃,保温搅拌80分钟,转移至旋转真空烘烤炉中,保持真空度-0.08mpa,在250℃条件下真空烘烤2小时,自然冷却至室温(25℃)即得。所述引发剂为过氧化苯甲酰;所述催化剂为醋酸锂。对比例2一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即得。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240℃,口模段温度230℃;旋转采用芯棒相对于口模单独旋转,转速为18r/min。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。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6cm;然后于-10℃条件下放置50小时,使得塑料内管自动回弹;最后采用电热圈在240℃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。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℃。步骤(3)中,热熔挤出后,在-5℃条件下冷却定型8小时,使得无缝钢管外表面形成外层,外层的厚度为1.5mm。所述树脂基体的制备方法如下:先将2g齐格勒纳塔催化剂与3g正己烷、2g正庚烷加入聚合釜中,并将聚合釜温度升高至50℃;然后通入0.4g氟乙烯、1g氢气和100g乙烯,84℃和0.5mpa条件下反应3小时,降温至常温,出料,干燥,得到树脂基体。树脂基体与添加剂的质量比为100:1,熔融共混温度为240℃,共混时间为15分钟,共混时转速为50r/min。纳米材料的制备方法如下:向10g纳米氮化碳的dmf溶液中加入0.5g纳米二氧化钛,145℃条件下热处理50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:100ml。洗涤的具体方法是:利用去离子水洗涤3次;干燥的工艺条件是:70℃干燥2小时;煅烧的工艺条件是:以50℃的升温速率升温至1300℃,保持温度煅烧5小时。添加剂的制备方法如下:先将1g3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷加入6g甲苯中,超声波振荡均匀,再加入0.3g纳米材料,95℃搅拌反应7小时,离心,洗涤,干燥即得。对比例3一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。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240℃,口模段温度230℃;旋转采用芯棒相对于口模单独旋转,转速为18r/min。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。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6cm;然后于-10℃条件下放置50小时,使得塑料内管自动回弹;最后采用电热圈在240℃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。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℃。步骤(3)中,热熔挤出后,在-5℃条件下冷却定型8小时,使得无缝钢管外表面形成外层,外层的厚度为1.5mm。所述树脂基体的制备方法如下:先将2g齐格勒纳塔催化剂与3g正己烷、2g正庚烷加入聚合釜中,并将聚合釜温度升高至50℃;然后通入0.4g氟乙烯、1g氢气和100g乙烯,84℃和0.5mpa条件下反应3小时,降温至常温,出料,干燥,得到树脂基体。树脂基体与添加剂的质量比为100:1,熔融共混温度为240℃,共混时间为15分钟,共混时转速为50r/min。添加剂的制备方法如下:向10g纳米氮化碳的dmf溶液中加入0.5g纳米二氧化钛,145℃条件下热处理50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:100ml。洗涤的具体方法是:利用去离子水洗涤3次;干燥的工艺条件是:70℃干燥2小时;煅烧的工艺条件是:以50℃的升温速率升温至1300℃,保持温度煅烧5小时。对比例4一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二氧化钛利用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。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240℃,口模段温度230℃;旋转采用芯棒相对于口模单独旋转,转速为18r/min。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。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6cm;然后于-10℃条件下放置50小时,使得塑料内管自动回弹;最后采用电热圈在240℃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。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℃。步骤(3)中,热熔挤出后,在-5℃条件下冷却定型8小时,使得无缝钢管外表面形成外层,外层的厚度为1.5mm。所述树脂基体的制备方法如下:先将2g齐格勒纳塔催化剂与3g正己烷、2g正庚烷加入聚合釜中,并将聚合釜温度升高至50℃;然后通入0.4g氟乙烯、1g氢气和100g乙烯,84℃和0.5mpa条件下反应3小时,降温至常温,出料,干燥,得到树脂基体。树脂基体与添加剂的质量比为100:1,熔融共混温度为240℃,共混时间为15分钟,共混时转速为50r/min。改性纳米材料的制备方法如下:先将1g3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷加入6g甲苯中,超声波振荡均匀,再加入0.3g纳米二氧化钛,95℃搅拌反应7小时,离心,洗涤,干燥,即得所述的改性纳米材料。聚合反应的工艺条件为:先将1g1,1’-(2-丁烯-1,4-二基)2-丙烯酸酯、2g改性纳米材料、0.01g引发剂和0.003g催化剂加入搅拌机中,1000r/min搅拌8分钟,加热至180℃,保温搅拌80分钟,转移至旋转真空烘烤炉中,保持真空度-0.08mpa,在250℃条件下真空烘烤2小时,自然冷却至室温(25℃)即得。所述引发剂为过氧化苯甲酰;所述催化剂为醋酸锂。试验例按照实施例1~3或对比例1~4的制备方法获得管材,外径均为100mm,对其中的塑料内管进行抗菌性、抗老化性和耐高温性考察,结果见表1和表2。其中,抗菌性检测,参考qb/t2591-2003;抗老化性检测,参考astmd4329-05,进行紫外强度3000μw/cm2条件暴露试验,观察连续照射10天、30天、60天后的老化情况;耐热性检测,采用热变形温度测试仪(购自北京智德创新仪器设备有限公司,xrw-300ua)进行测试。表1.抗菌性能考察大肠杆菌杀菌率(%)金黄色葡萄球菌杀菌率(%)实施例199.3299.35实施例299.5899.61实施例399.8499.89对比例192.3592.38对比例293.0593.11对比例394.0894.15对比例491.5691.61表2.抗老化性和耐热性考察由表1可知,实施例1~3中塑料内管具有优异的抗菌性、抗老化性和耐热性,相应的复合管材也具有优异的抗菌性、抗老化性和耐热性。对比例1在制备塑料母粒时略去氟乙烯,对比例2在制备添加剂时略去聚合步骤,对比例3在制备添加剂时略去改性步骤,对比例4在制备添加剂时略去纳米氮化碳,所得钢塑复合管材的抗菌性、抗老化性和耐高温性均明显变差,说明树脂原料的构成以及添加剂的组成、改性处理协同改善产品的抗菌性、抗老化性和耐高温性。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12
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