一种室外用抗老化管道材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及塑料排水管领域，特别涉及一种室外用抗老化管道材料及其制备方法。


背景技术：

2.给排水管道至汇集和排放污水、废水和雨水的管渠及其附属设施所组成的系统。包括干管、支管以及通往处理厂的管道，无论修建在街道上或者其它任何地方，只要是起排水作用的管道，都应作为排水管道设计。随着pe管的崛起，其代替了传统的生铁管、镀锌管及其他一些金属管道。
3.随着社会的发展，人们生活需求不断提高，其对物质环境的要求也在随之变化，科学技术的不但进步给人们生活带来了翻天覆地的变化，人们不在单纯的追求物质，对环境和使用物件的要求也在不断提高，传统pe管在老化方面已经不能符合人们的需求，其对pe管的抗老化要求越来越高。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种室外用抗老化管道材料及其制备方法，其能够提升室外用管道的抗老化性能。
5.为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明第一目的是提供一种室外用抗老化管道材料，包括基材层，基材层上下表面涂覆有抗老化膜层，抗老化膜层上下表面涂覆有紫外线吸收层；
6.其中，基材层包括聚乙烯树脂100重量份；
7.抗老化膜层包括如下重量份的组份：
[0008][0009][0010]
紫外线吸收层包括1～3重量份的紫外线吸收剂。
[0011]
作为优选，聚乙烯树脂为经过预辐射后的聚乙烯树脂。
[0012]
作为优选，抗老化膜层还包括12～15重量份聚丙烯酸酯和3～4重量份聚碳酸亚丙酯二醇。
[0013]
作为优选，流平剂为聚二甲基硅氧烷或聚甲基硅基硅氧烷。
[0014]
作为优选，分散剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
[0015]
作为优选，马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率为0.8～1.2％，数均分子量为2000～3000。
[0016]
作为优选，紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、邻羟基苯甲酸苯酯、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
[0017]
作为优选，紫外线吸收层还包括1～2重量份的紫外线屏蔽剂。
[0018]
作为优选，紫外线屏蔽剂为纳米钛白粉、纳米滑石粉、纳米氧化锌中的至少一种。
[0019]
本发明的第二目的是提供一种室外用抗老化管道材料的制备方法，包括如下步骤：
[0020]
s1：将聚乙烯进行预辐照；
[0021]
s2：经水洗、过滤、纯化后，放入60℃真空烘箱中24h，得到经过预辐射的聚乙烯树脂，随后将聚乙烯树脂放入模具中固化后得到基材层。
[0022]
s3：将所述抗老化膜层各组分混合形成抗老化膜层乳液，随后将所述抗老化膜层乳液涂覆于所述基材层形，冷却干燥后形成涂覆有抗老化膜层的基材层，所述抗老化膜层的涂覆厚度为1～3μm。
[0023]
s4：将所述紫外线吸收剂溶于乙醇形成紫外线吸收剂乳液，随后将所述紫外线吸收剂乳液涂覆于所述涂覆有抗老化膜层的基材层，冷却干燥后形成所述室外用抗老化管道材料。
[0024]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0025]
本发明所提供的室外用抗老化材料首先采用经过预辐射的聚乙烯树脂为基材层，经过预辐射后，聚乙烯作为热收缩材料，拉伸强度增加，耐温性提高，耐磨、抗老化性能等都有不同程度的提高；通过在基材层表面涂覆抗老化膜层，进一步提高了抗老化管道的抗老化性能；最后，通过紫外线吸收层，吸收紫外线，减缓了抗老化管道的光老化进程，进一步提升了抗老化管道的抗老化性能。
附图说明
[0026]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0027]
图1为本发明所述的室外用抗老化管道材料的剖面视图；
[0028]
图中：10、基材层；11、抗老化膜层；12、紫外线吸收层。
具体实施方式
[0029]
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0030]
实施例1
[0031]
参照图1，一种室外用抗老化管道材料包括基材层10，基材层10上下表面涂覆有抗老化膜层11，抗老化膜层11上下表面涂覆有紫外线吸收层12；
[0032]
其中，基材层10包括聚经过预辐射的乙烯树脂100重量份；
[0033]
抗老化膜层11包括如下重量份的组份：
[0034][0035][0036]
紫外线吸收层12包括1重量份的紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂为2-2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
[0037]
在该室外用抗老化管道材料中，基材层采用预辐射的聚乙烯材料，辐射过的热收缩材料，拉舍强度增加，耐候性提高，耐磨、抗老化性能等都有不同程度的提高。此外，通过辐射，可以使聚乙烯纤维表面折迭层片间交联起来，是结晶连续化，从而使模量提高。
[0038]
在基材层的上下表面涂覆有抗老化膜层，抗老化膜层中，由于水性丙烯酸树脂和乙烯基三氯硅烷可形成硅丙乳液，硅丙乳液呈网状结构，进而提高抗老化涂料的胶黏性，改善了抗老化膜层与基材层之间的结合性能长效对基材层进行保护。而且，由于硅丙乳液呈网状结构，抗老化膜层中的金红石型纳米二氧化钛均匀分散于抗老化膜层形成的乳液中，进而使形成的抗老化膜层具有较为优异的抗老化性能和抗氧化性能。此外，硅丙乳液中硅氧键的键能大，对紫外线的吸收较高，形成的抗老化膜层具有较为优异的抗老化性能。同时，通过水性聚氨酯与水性丙烯酸树脂之间进行交联，提高了抗老化膜层与紫外线吸收层之间的结合效果，调高了三者的结合了，使得抗老化性能得到了明显的提升。在该抗老化膜层中，还包括马来酸酐接枝聚乙烯，以马来酸酐接枝聚乙烯为分散剂，能够促进高分子与高分子之间、高分子与无机填料之间的相容性，提升相容性，有利于提升抗老化膜层之间各组分的协同作用，提升抗老化性能。
[0039]
在抗老化膜层的上下表面涂覆紫外线吸收层，在室外使用时，紫外线吸收层用于吸收紫外线，进一步延缓了管道的老化进程，提升了室外用抗老化管道材料的抗老化性能。
[0040]
该种室外用抗老化管道材料采用如下方法制备：
[0041]
s1：将聚乙烯进行预辐照12h；
[0042]
s2：经水洗、过滤、纯化后，放入60℃真空烘箱中24h，得到经过预辐射的聚乙烯树脂，随后将聚乙烯树脂放入模具中固化后得到基材层。
[0043]
s3：将所述抗老化膜层各组分混合形成抗老化膜层乳液，随后将所述抗老化膜层乳液涂覆于所述基材层形，冷却干燥后形成涂覆有抗老化膜层的基材层，所述抗老化膜层的涂覆厚度为1～3μm。
[0044]
s4：将所述紫外线吸收剂溶于乙醇形成紫外线吸收剂乳液，随后将所述紫外线吸收剂乳液涂覆于所述涂覆有抗老化膜层的基材层，冷却干燥后形成所述室外用抗老化管道材料。
[0045]
实施例2
[0046]
一种室外用抗老化管道材料包括基材层10，基材层上下表面涂覆有抗老化膜层11，抗老化膜层11表面包覆有紫外线吸收层12；
[0047]
其中，基材层10包括聚经过预辐射的乙烯树脂100重量份；
[0048]
抗老化膜层11包括如下重量份的组份：
[0049][0050]
紫外线吸收层12包括1重量份的紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯，1重量份的紫外线屏蔽剂，该紫外线屏蔽剂为纳米钛白粉。
[0051]
该种室外用抗老化管道材料采用如下方法制备：
[0052]
s1：将聚乙烯进行预辐照12h；
[0053]
s2：经水洗、过滤、纯化后，放入60℃真空烘箱中24h，得到经过预辐射的聚乙烯树脂，随后将聚乙烯树脂放入模具中固化后得到基材层。
[0054]
s3：将所述抗老化膜层各组分混合形成抗老化膜层乳液，随后将所述抗老化膜层乳液涂覆于所述基材层形，冷却干燥后形成涂覆有抗老化膜层的基材层，所述抗老化膜层的涂覆厚度为1～3μm。
[0055]
s4：将所述紫外线吸收剂及紫外线屏蔽剂溶于乙醇形成紫外线吸收剂乳液，随后将所述紫外线吸收剂乳液涂覆于所述涂覆有抗老化膜层的基材层，冷却干燥后形成所述室外用抗老化管道材料。
[0056]
在该实施例中，加入了聚碳酸亚丙酯二醇及聚丙烯酸酯。通过聚碳酸亚丙酯二醇与水性聚氨酯交联，可有效提高水性聚氨酯的耐光老化，耐水解老化以及耐热解老化的效果，即延长水性聚氨酯的使用寿命，从而使抗老化膜层乳液获得长效且优异的韧性，降低抗老化膜层龟裂、脱落的可能性。此外，由于聚丙烯酸酯与水性聚氨酯之间形成互穿型网格，可以进一步提高抗老化涂料的胶黏性，增强抗老化膜层与基材层之间的附着力。
[0057]
在该实施例中，还在紫外线吸收层中添加了紫外线屏蔽剂，紫外线屏蔽剂用以减少紫外线的投射，采用紫外线吸收剂与紫外线屏蔽剂的复配抗紫外线组合物，用以提高抗紫外线剂的抗紫外线效果，提升了室外用抗老化管道的抗老化能力。
[0058]
实施例3
[0059]
一种室外用抗老化管道材料包括基材层10，基材层10上下表面涂覆有抗老化膜层
11，抗老化膜层11上下表面涂覆有紫外线吸收层12；
[0060]
其中，基材层10包括聚经过预辐射的乙烯树脂100重量份；
[0061]
抗老化膜层11包括如下重量份的组份：
[0062][0063]
紫外线吸收层12包括1重量份的紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂为2-2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1重量份的紫外线屏蔽剂，该紫外线屏蔽剂为0.5重量份纳米滑石粉及0.5重量份纳米氧化锌。
[0064]
该种室外用抗老化管道材料采用如下方法制备：
[0065]
s1：将聚乙烯进行预辐照12h；
[0066]
s2：经水洗、过滤、纯化后，放入60℃真空烘箱中24h，得到经过预辐射的聚乙烯树脂，随后将聚乙烯树脂放入模具中固化后得到基材层。
[0067]
s3：将所述抗老化膜层各组分混合形成抗老化膜层乳液，随后将所述抗老化膜层乳液涂覆于所述基材层形，冷却干燥后形成涂覆有抗老化膜层的基材层，所述抗老化膜层的涂覆厚度为1～3μm。
[0068]
s4：将所述紫外线吸收剂及紫外线屏蔽剂溶于乙醇形成紫外线吸收剂乳液，随后将所述紫外线吸收剂乳液涂覆于所述涂覆有抗老化膜层的基材层，冷却干燥后形成所述室外用抗老化管道材料。
[0069]
对比例1
[0070]
对比例1为只有聚乙烯树脂合成的普通管道材料。
[0071]
对比例2
[0072]
对比例2与实施例1的区别在于对比例2只有基材层。
[0073]
对比例3
[0074]
对比例3与实施例1的区别在于不包括紫外线吸收层。
[0075]
将实施例和对比例的样品进行性能测试：
[0076]
拉伸强度的测定采用gb/t 1447-2005测定。
[0077]
冲击强度的测定采用gb/t 1451-2005测定。
[0078]
老化性能测试标准为gb/t 2573-2008，将材料试样放入高低温湿热老化箱中进行老化实验，实验条件为：恒温60℃，恒湿93％，老化时间为30天。
[0079]
臭氧老化性能测试的条件为：臭氧浓度为50pphm，诗篇拉伸20％，温度为30℃，时间为96h。
[0080]
测试结果如表1
[0081][0082][0083]
参照表1，在老化后，实施例的拉舍强度和缺口冲击强度无明显变化，但对比例的拉伸强度和缺口冲击强度均有不同程度的明显下降，其中，三个对比例中，对比例1的拉伸强度及缺口冲击强度下降程度最明显，表明了以预辐射的聚乙烯为基材能够提升管道的抗老化能力。此外，对比例2的拉伸强度及缺口冲击强度的下降程度大于对比例3，小于对比例1，表明了增加抗老化膜层后，管道的抗老化性能得到了进一步提高，而对比例3的拉伸强度及缺口冲击强度的下降程度最低，表明增减紫外线吸收层后，其光老化性能得到了进一步的提升。在臭氧老化性能测试中，对比例1与对比例2均有较多裂痕，表明经预辐射和涂覆抗老化层后，本发明的抗老化管道材料由较为优异的臭氧抗老化性能。
[0084]
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0085]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。