CN110746694A - 一种高透明防垢pp管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高透明防垢PP管材及其制备方法,属于高分子材料和建筑材料技术领域。本发明以全氟硅烷偶联剂接枝改性后的纳米二氧化硅作为PP管材的超疏水填料,不仅极大地提高了管材内壁的防垢能力,还提高了管材的透明度;通过添加透明成核剂,能大大提高PP管材的透明度,扩大其应用范围,特别是在作为观察水质或者其它流体窗口等方面的应用;通过添加纳米抗紫外抗菌剂,能防止细菌滋生而结垢,便于清晰地观察到管道内的水质情况;通过添加纳米抗紫外抗菌剂和抗氧剂,能加强管材的耐光照、抗老化性能,确保透明PP管的明装长期使用寿命;本发明高透明防垢PP管材制备工艺简便,成本低。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料和建筑材料技术领域,涉及一种高透明防垢PP管材及其制备方法。
背景技术
在民用或者工业输水管道上,需要观察水流以及水质状况,故需要提高管道产品的透明度;同时,为了防止管道内壁产生细菌污垢而严重影响观察效果,需对管材材料进行抗菌防垢改性;另外,为了解决透明管材明装易老化问题,需要对管材的耐光照、抗老化性能进行进一步改性。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本发明的目的在于提供一种高透明防垢PP管材及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
第一方面,本发明提供了一种高透明防垢PP管材,其包括以下重量份的制备材料:PP树脂100份以及改性纳米二氧化硅0.5-2份,其中所述改性纳米二氧化硅由全氟硅烷偶联剂接枝改性纳米二氧化硅而得。纳米二氧化硅透光、粒度小,在塑料制品中添加纳米二氧化硅后,能提高其透明度、韧性,同时,在树脂基体中可形成微纳疏水结构,具有防水性能;相较纳米二氧化硅,全氟硅烷偶联剂接枝改性后的纳米二氧化硅能进一步提高塑料制品的透明度和疏水性。
作为本发明管材的优选实施方式,所述全氟硅烷偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷(即DMT-13)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(即DMT-17)中的至少一种。
作为本发明管材的优选实施方式,所述纳米二氧化硅的平均粒径为1~10nm。
作为本发明管材的优选实施方式,所述全氟硅烷偶联剂在所述纳米二氧化硅表面的接枝率为40%~80%。
作为本发明管材的优选实施方式,所述管材的制备材料还包括0.5-2重量份的纳米抗紫外抗菌剂、0.1-0.3重量份的抗氧化剂以及0.25-0.75重量份的透明成核剂。纳米抗紫外抗菌剂能赋予管道内壁抗菌防污垢功能,从而保障管材的长期透明度;纳米抗紫外抗菌剂和抗氧化剂能协同加强管材的耐光照、抗老化性能,确保透明PP管的明装长期使用寿命;透明成核剂能提高管材的透明度。
作为本发明管材的优选实施方式,所述纳米抗紫外抗菌剂包含纳米二氧化钛晶体。如所述纳米抗紫外抗菌剂可为湖南钛唐纳米科技有限公司生产的纳米织物抗紫外抗菌整理剂TT-KUB-A。
作为本发明管材的优选实施方式,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
作为本发明管材的优选实施方式,所述透明成核剂为山梨醇类。
第二方面,本发明还提供了上述管材的制备方法,其包括以下步骤:将PP树脂、改性纳米二氧化硅、纳米抗紫外抗菌剂、抗氧化剂、透明成核剂以及加工助剂混合均匀,再通过挤出机挤出,即可得到所述管材。
作为本发明制备方法的优选实施方式,所述混合均匀的处理为:将所述PP树脂、改性纳米二氧化硅、纳米抗紫外抗菌剂、抗氧化剂、透明成核剂以及加工助剂在300-500r/min条件下混合15-20min。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:本发明以全氟硅烷偶联剂接枝改性后的纳米二氧化硅作为PP管材的超疏水填料,能极大地提高管材内壁的防垢能力,同时提高管材的透明度;通过添加透明成核剂,能大大提高PP管材的透明度,扩大其应用范围,特别是在作为观察水质或者其它流体窗口等方面的应用;通过添加纳米抗紫外抗菌剂,能防止细菌滋生而结垢,便于清晰地观察到管道内的水质情况;通过添加纳米抗紫外抗菌剂和抗氧剂,能加强管材的耐光照、抗老化性能,确保透明PP管的明装长期使用寿命;本发明高透明防垢PP管材制备工艺简便,成本低。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1-10
实施例1-10均为本发明高透明防垢PP管材的一种实施例,这些管材的制备材料如表1所示,制备方法均包括以下步骤:将PP树脂、改性纳米二氧化硅、纳米抗紫外抗菌剂、抗氧化剂、透明成核剂以及加工助剂在300-500r/min条件下充分混合15-20min,再通过螺杆挤出机挤出(挤出机各加热区温度分别设为165~175℃、175~185℃、175~185℃、185~195℃、185~195℃;模头加热区温度为200~210℃、210~220℃),即可得到相应管材。其中,改性纳米二氧化硅均由全氟硅烷偶联剂接枝改性纳米二氧化硅而得。
表1实施例1-10以及对比例1-2中管材的制备原料组成/重量份
对比例1-2
对比例1-2均为一种管材,这些管材的制备材料如表1所示。
效果例
将实施例1-10以及对比例1-2中的管材进行性能测试,各性能测试依据标准如下:(1)雾度:ISO 14782-1999;(2)抗菌率:JC/T 939-2004;(3)水接触角:GB/T 30693-2014。测试结果如表2所示。
表2管材性能测试结果
样品 | 雾度/% | 抗菌率(大肠杆菌)/% | 水接触角/° |
实施例1 | 24.6 | 98.7 | 111.2 |
实施例2 | 23.8 | 98.6 | 111.3 |
实施例3 | 22.2 | 98.5 | 111.2 |
实施例4 | 23.6 | 99.2 | 111.3 |
实施例5 | 23.7 | 99.6 | 109.8 |
实施例6 | 23.5 | 99.3 | 105.6 |
实施例7 | 23.6 | 99.2 | 116.1 |
实施例8 | 23.3 | 99.2 | 116.8 |
实施例9 | 23.2 | 99.4 | 117.6 |
实施例10 | 23.4 | 99.2 | 116.5 |
对比例1 | 50.2 | 无抗菌 | 93.2 |
对比例2 | 24.2 | 99.3 | 98.6 |
本发明最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种高透明防垢PP管材,其特征在于,所述管材包括以下重量份的制备材料:PP树脂100份以及改性纳米二氧化硅0.5-2份,其中所述改性纳米二氧化硅由全氟硅烷偶联剂接枝改性纳米二氧化硅而得。
2.根据权利要求1所述的管材,其特征在于,所述全氟硅烷偶联剂为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的管材,其特征在于,所述纳米二氧化硅的平均粒径为1~10nm。
4.根据权利要求1所述的管材,其特征在于,所述全氟硅烷偶联剂在所述纳米二氧化硅表面的接枝率为40%~80%。
5.根据权利要求1所述的管材,其特征在于,所述管材的制备材料还包括0.5-2重量份的纳米抗紫外抗菌剂、0.1-0.3重量份的抗氧化剂、0.25-0.75重量份的透明成核剂。
6.根据权利要求5所述的管材,其特征在于,所述纳米抗紫外抗菌剂包含纳米二氧化钛晶体。
7.根据权利要求5所述的管材,其特征在于,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
8.根据权利要求5所述的管材,其特征在于,所述透明成核剂为山梨醇类。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的管材的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:将PP树脂、改性纳米二氧化硅、纳米抗紫外抗菌剂、抗氧化剂、透明成核剂以及加工助剂混合均匀,再通过挤出机挤出,即可得到所述管材。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述混合均匀的处理为:将所述PP树脂、改性纳米二氧化硅、纳米抗紫外抗菌剂、抗氧化剂、透明成核剂以及加工助剂在300-500r/min条件下混合15-20min。
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