CN108641204A - 一种mpp电力管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MPP电力管技术，具体为一种高强度MPP电力管的制备方法。本申请通过在MPP电力管制备过程中，分别采用光响应、温度响应、pH响应型表面活性剂改性晶须、纳米氧化锆、蒙脱土，表面活性剂与待改性材料之间能形成一一对应关系，避免各组分与表面活性剂之间发生不可控的关联反应，极大地提高了MPP电力管的各项性能和使用效果。

Description

一种MPP电力管的制备方法
技术领域
本发明涉及MPP电力管技术，具体为一种高强度MPP电力管的制备方法。
背景技术
在高分子材料中，采用表面活性剂对高分子材料中的一些易团聚添加剂比如晶须、纳米材料等进行改性是常规做法，这种方法极大改善了这些添加剂的团聚性能，现有的做法是，首先对各个组分分别进行改性，然后再将改性得到的各材料进行混合成型，这样做虽然工艺简单，但存在极大的问题，在初始改性过程中，由于表面活性剂不可能完全与待改性材料反应完全，必然存在一部分没有实现覆盖的添加剂材料或者表面活性剂，这部分未反应物料在后续的混炼过程中，会与其他组分的改性用表面活性剂发生作用，继而导致各个组分之间形成新的团聚，且影响组分的单一分布，因此，采用一种新方法使得表面活性剂与待改性材料之间能形成一一对应关系，避免各组分与表面活性剂之间发生不可控的关联反应变得尤为重要。
发明内容
本发明提供一种MPP电力管的制备方法，制备得到的MPP电力管微纳组分分散良好，具有优异的力学性能，抗冲击力强，具有良好的耐冲击性、耐老化性。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度MPP电力管的制备方法，其中制备得到的MPP电力管包括改性聚丙烯10-20wt％、改性钛酸钾晶须5-10wt％、改性纳米氧化锆wt5-8％、改性有机蒙脱土wt6-10％；余量为各种添加剂；
制备方法包括：
1)混炼：依据配方准确称取各组分，加入到告诉混合机中搅拌20-25min后出料，然后将混合料加入到双棍开炼机中进行开炼，开炼温度为170-200℃，混炼30miin后，缓慢冷却得到混炼料，冷却速率为10℃/min，冷却至50℃后自然冷却，其中混炼过程中始终保持紫外光照射。
2)挤出：先打开挤出机的加热装置，预热挤出机至120℃，将上述得到的混炼料加入到双螺杆挤出机内，升温至180-200℃，挤出，即得到mpp管。
3)封装入库：将得到的MPP管进行冷却，冷却速率10℃/min，冷却至50℃后自然冷却，封装入库。
混炼过程可以采用现有技术中任何已知的搅拌或反应容器，可以选择全透明的反应容器，并将紫外光源置于反应容器外，也可以选择现有技术中已知的带搅拌结构的光催化反应容器，这种反应容器通常将紫外灯管置于反应容器中，反应容器的外壳则是不透明的，以上两种结构的反应容器都是现有技术中的常规技术，并非本申请的创新所在，因此不再赘述。
改性晶须的制备过程为：将80-100份的钛酸钾晶须加入到搅拌釜中，加入适量蒸馏水，形成悬浮液，加入10-15份表面活性剂改性剂，在避光条件下搅拌混合30-45min后结束搅拌，干燥，然后用紫外光进行照射，得到改性钛酸钾晶须，表面活性剂改性剂为光响应性表面活性剂。
光响应表面活性剂为4-烷基苯基偶氮磺酸钠，这是现有技术中一种已知的光响应表面活性剂，在紫外光作用下，亲水头基和疏水尾基发生裂解，失去表面活性，4-烷基苯基偶氮磺酸钠的光化学反应如下：
其中，R为烷基，优选为碳原子数为4-10的直链烷基。
改性纳米氧化锆的制备过程：将80-100份的纳米氧化锆加入到搅拌釜中，加入蒸馏水，形成悬浮液，加入15-20份表面活性剂改性剂，在150-200℃下搅拌混合30-45min后结束搅拌，冷却、干燥得到改性纳米氧化锆，表面活性剂改性剂为温度响应性表面活性剂。
所述温度响应型表面活性剂可以选自现有技术中公知的温度敏感或热响应性表面活性剂，优选为CTAB与5-甲基水杨酸的混合溶液(参见Self-Assembly of SurfactantVesicles that Transform into Viscoelastic Wormlike Micelles upon Heating，《JACS》，2006,128(20)Tanner S.Davies et al),相比于其他温度响应性表面活性剂，CTAB作为一种常规的无机填料改性表面活性剂，具有更好的与无机材料进行贴合的性质，因此，更有利于纳米氧化锆与PP的结合。
改性蒙脱土的制备过程：将80-100份的蒙脱土加入到搅拌釜中，加入适量蒸馏水，加入15-20份表面活性剂改性剂，滴加盐酸调节pH至4-5，搅拌混合30-45min后结束搅拌，滴加氢氧化钠溶液调节pH至7-7.5，冷却、干燥得到蒙脱土，表面活性剂改性剂为pH响应性表面活性剂。
其中pH响应性表面活性剂的结构式如下：
本发明的有益效果：
相比于现有技术，直接将表面活性剂和改性无料进行混合，本申请根据改性无料的特殊性能，分别采用光响应性、热响应性、pH响应性三种表面活性剂处理晶须、纳米氧化锆和蒙脱土，利用蒙脱土对pH较为敏感的性质，采用pH敏感性表面活性剂对其进行改性，促进改性效果，利用纳米氧化锆在高温下活动加剧，使其在高温下对其进行改性，改性完成后，随着温度降低，温度敏感性表面活性剂失去表面活性，是的改性完成的纳米氧化锆表面性质趋于稳定，不再容易发生团聚，而采用光响应性表面活性剂对钛酸钾晶须进行改性，使得晶须改性能区别于纳米氧化锆和蒙脱土，使得在后期混炼和挤出过程中，三个组分之间无强相互作用，而发生新的团聚。
附图说明
图1-在熔炼、储存过程中将表面活性剂失活所制备得到的MPP管截面图
图2-在熔炼、储存过程中未将表面活性剂失活所制备得到的MPP管截面图
具体实施方式
实施例1
制备改性钛酸钾晶须：将100份的钛酸钾晶须加入到搅拌釜中，加入适量蒸馏水，保持晶须湿润状态，加入15份表面活性剂改性剂，在避光条件下搅拌混合45min后结束搅拌，干燥得到改性钛酸钾晶须，表面活性剂改性剂为光响应性表面活性剂。光响应表面活性剂优选为4-烷基苯基偶氮磺酸钠。
制备改性纳米氧化锆：将100份的纳米氧化锆加入到搅拌釜中，加入蒸馏水，形成悬浮液，加入20份表面活性剂改性剂，在200℃下搅拌混合45min后结束搅拌，冷却、干燥得到改性纳米氧化锆，表面活性剂改性剂为温度响应性表面活性剂。所述温度响应型表面活性剂可以选自现有技术中公知的温度敏感或热响应性表面活性剂，优选为CTAB与5-甲基水杨酸的混合溶液。
制备改性蒙脱土：将80份的蒙脱土加入到搅拌釜中，加入适量蒸馏水，加入15-份表面活性剂改性剂，滴加盐酸调节pH至5，搅拌混合30min后结束搅拌，滴加氢氧化钠溶液调节pH至7.5，冷却、干燥得到蒙脱土，表面活性剂改性剂为pH响应性表面活性剂。其中pH响应性表面活性剂的结构式如下：
制备MPP电力管：其工艺过程为：
1)混炼：准确称取改性聚丙烯20wt％、改性钛酸钾晶须10wt％、改性纳米氧化锆wt8％、改性有机蒙脱土wt10％，水镁石粉8wt％，环氧树脂7wt％，三氧化二铁6wt％，抗氧化剂3wt％，氢氧化钠1wt％，阻燃剂5wt％，云母粉9wt％，硫酸钡13wt％；加入到高速混合机中搅拌20-min后出料，搅拌在紫外光照射条件下进行，然后将混合料加入到双棍开炼机中进行开炼，开炼温度为170℃，混炼30miin后，缓慢冷却得到混炼料，冷却速率为10℃/min，冷却至50℃后自然冷却。
2)挤出：先打开挤出机的加热装置，预热挤出机至120℃，将上述得到的混炼料加入到双螺杆挤出机内，升温至180℃，挤出，即得到mpp管。
3)封装入库：将得到的MPP管进行冷却，冷却速率10℃/min，冷却至50℃后自然冷却，封装入库。
对比例1
对比例1采用实施例1的配方和制备方法，区别在于，在改性后不对表面活性剂进行失活，并保证在混炼过程中，三种表面活性剂均处于表面活性激活状态。
实施例1与对比例1的抗冲击强度分别为92、63KJ/m2，拉伸强度分别为31、25MPa，由此可见，通过在管材熔炼过程中，使改性用表面活性剂失活可以极大的改善材料的力学性能，如之前分析所述，这主要是因为，在熔炼以及储存过程中将表面活性剂失活，可以极大地降低材料再团聚的可能性，可见，采用响应性表面活性剂具有优异的效果。
通过对比图1和图2，可以明显发现，图1中材料表面光滑，纹理均一，纳米颗粒、晶须无再团聚现象发生，而图2中，部分纳米颗粒直接裸露于材料表面，说明纳米粒子与有机基体并未良好的结合，且图中黑圈出存在明显的团聚现象，应为晶须、纳米颗粒等结构二次团聚形成。

Claims (4)

1.一种MPP电力管的制备方法，其中制备得到的MPP电力管包括改性聚丙烯10-20wt％、改性钛酸钾晶须5-10wt％、改性纳米氧化锆wt5-8％、改性有机蒙脱土wt6-10％；余量为添加剂；
所述MPP电力管制备方法包括：
1)混炼：依据配方准确称取各组分，加入到告诉混合机中搅拌20-25min后出料，然后将混合料加入到双棍开炼机中进行开炼，开炼温度为170-200℃，混炼30min后，缓慢冷却得到混炼料，冷却速率为10℃/min，冷却至50℃后自然冷却，其中混炼过程中始终保持紫外光照射；
2)挤出：先打开挤出机的加热装置，预热挤出机至120℃，将上述得到的混炼料加入到双螺杆挤出机内，升温至180-200℃，挤出，即得到mpp管。
3)封装入库：将得到的MPP管进行冷却，冷却速率10℃/min，冷却至50℃后自然冷却，封装入库；
改性晶须的制备过程为：将80-100份的钛酸钾晶须加入到搅拌釜中，加入适量蒸馏水，形成悬浮液，加入10-15份表面活性剂改性剂，在避光条件下搅拌混合30-45min后结束搅拌，干燥，然后用紫外光进行照射，得到改性钛酸钾晶须，表面活性剂改性剂为光响应性表面活性剂；
改性纳米氧化锆的制备过程：将80-100份的纳米氧化锆加入到搅拌釜中，加入蒸馏水，形成悬浮液，加入15-20份表面活性剂改性剂，在150-200℃下搅拌混合30-45min后结束搅拌，冷却、干燥得到改性纳米氧化锆，表面活性剂改性剂为温度响应性表面活性剂；
改性蒙脱土的制备过程：将80-100份的蒙脱土加入到搅拌釜中，加入适量蒸馏水，加入15-20份表面活性剂改性剂，滴加盐酸调节pH至4-5，搅拌混合30-45min后结束搅拌，滴加氢氧化钠溶液调节pH至7-7.5，冷却、干燥得到蒙脱土，表面活性剂改性剂为pH响应性表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种MPP电力管的制备方法，其特征在于：所述光响应表面活性剂为4-烷基苯基偶氮磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种MPP电力管的制备方法，其特征在于：所述温度响应型表面活性剂为CTAB与5-甲基水杨酸的混合溶液。
4.根据权利要求1所述的一种MPP电力管的制备方法，其特征在于：所述pH响应性表面活性剂的结构式为：
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