CN113524745B - 一种高强聚烯烃复合管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强聚烯烃复合管及其制备方法；复合管以聚丁烯为内管，内管外表面包覆阻氧层，阻氧层选择EVOH阻氧层，阻燃层外表面包覆一层聚乙烯外管，各层级之间均设有热熔胶，并通过热熔胶复合形成复合管；为提高聚乙烯复合管的强度，本申请在聚乙烯外管内引入聚多巴胺包覆粒子，由于纤蛇纹石具有热稳定性好、抗拉强度高等优异的力学性能，因此本申请掺杂至聚乙烯中，以提高聚乙烯的耐热性能和强度；本申请工艺设计合理，操作简单，制备得到的聚烯烃复合管具有优异的力学性能和耐热性能，可广泛应用于采暖管等技术领域，具有较高的实用性。

Description

一种高强聚烯烃复合管及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚烯烃管技术领域，具体为一种高强聚烯烃复合管及其制备方法。
背景技术
聚乙烯(polyethylene，简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。
在现有采暖管加工过程中，一般以聚烯烃为内管，并在外层包覆阻氧层，但阻氧层设置为最外层时易因环境变化导致性能降低，实际使用效果较差，基于上述情况，我们设计了一种高强聚烯烃复合管及其制备方法，以解决该技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强聚烯烃复合管及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种高强聚烯烃复合管的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH，密封条件下恒温反应60-70h，反应温度为200-210℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，真空干燥，得到补强料；
(2)取补强料和乙醇，超声分散，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，25-30℃下搅拌反应，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，混合配置磷酸盐缓冲溶液；取羧基化补强料、EDC和NHS溶液，搅拌反应，取出羧基化补强料，转移至多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，反应，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
(4)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，并与内层管复合，得到成品。
较优化的方案，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至11-12，密封条件下恒温反应60-70h，反应温度为200-210℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，100-105℃下真空干燥4-5h，得到补强料；
(2)取补强料和乙醇，超声分散10-20min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，25-30℃下搅拌反应4-5h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散15-20min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应7-8h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，混合配置磷酸盐缓冲溶液；取羧基化补强料、EDC和NHS溶液，搅拌反应10-12h，取出羧基化补强料，转移至多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，反应15-18h，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
(4)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，并与内层管复合，得到成品。
较优化的方案，步骤(4)中，各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯50-60份、高密度聚乙烯20-30份、相容剂1-1.2份、抗氧化剂0.5-1份、光稳定剂0.5-1份、填料4-8份、聚多巴胺包覆粒子8-10份。
较优化的方案，所述抗氧化剂为四季戊四醇酯；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
较优化的方案，步骤(5)中，所述聚乙烯外管料的加工温度为200-220℃。
较优化的方案，步骤(4)中，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4。
较优化的方案，羧基化碳纳米管的制备步骤为：取碳纳米管，置于硝酸溶液中，超声分散5-10min，转移至45-50℃油浴下搅拌反应1-2h，反应后无水乙醇洗涤至中性，真空干燥，干燥后在空气气氛下进行表面低温等离子体处理，得到羧基化碳纳米管。
较优化的方案，碳纳米管表面低温等离子体处理时，功率为200W，处理时间为6-7min。
较优化的方案，根据以上所述的一种高强聚烯烃复合管的制备方法制备的聚烯烃复合管。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明公开了一种高强聚烯烃复合管及其制备方法，复合管以聚丁烯为内管，内管外表面包覆阻氧层，阻氧层选择EVOH阻氧层，阻燃层外表面包覆一层聚乙烯外管，各层级之间均设有热熔胶，并通过热熔胶复合形成复合管；为提高聚乙烯复合管的强度，本申请在聚乙烯外管内引入聚多巴胺包覆粒子，由于纤蛇纹石具有热稳定性好、抗拉强度高等优异的力学性能，因此本申请以氢氧化镍、二氧化锗为原料，水热条件下反应生成纤蛇纹纳米盘，并掺杂至聚乙烯中，以提高聚乙烯的耐热性能和强度；在此基础上，本申请在其表面包覆聚多巴胺层，聚多巴胺层的存在可以对聚乙烯外管进行增强增韧，从而进一步提高聚乙烯外管的强度和耐热性能。
本申请中阻氧层位于管材中间，不仅可以对阻氧层进行保护，避免其设置在外层遭到损害，同时也避免其设置于内层，因湿度变化导致性能降低，整个复合管的阻氧效果好，防渗透性能优异。
由于现有技术中聚多巴胺层的加工一般设置为碱性环境，但在该环境下，体系内的酚羟基和氨基被大量消耗，因此采用常规包覆方式时，聚多巴胺与聚乙烯组分之间的键合性能一般，而本申请创造性地采用了酸性条件下包覆聚多巴胺的方案，在保证包覆效果的同时提高了氨基含量，保证了聚多巴胺的案件活性，以进一步提高补强料与聚乙烯组分之间的键合性能，保证聚乙烯外管的强度和耐热性。
同时，本申请聚乙烯外管加工时还引入了填料，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4；羧基化的碳纳米管一方面可以保证其在聚乙烯中的分散性，避免团聚现象的发生，另一方面，羧基化碳纳米管表面的羧基能够与补强料表面包覆的聚多巴胺键合，从而形成搭接网络，以进一步提高聚乙烯复合管的强度和综合力学性能。
本申请公开了一种高强聚烯烃复合管及其制备方法，工艺设计合理，操作简单，制备得到的聚烯烃复合管具有优异的力学性能和耐热性能，可广泛应用于采暖管等技术领域，具有较高的实用性。
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：
一种高强聚烯烃复合管的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至11，密封条件下恒温反应60h，反应温度为210℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，100℃下真空干燥5h，得到补强料；锗、镍摩尔比为2：3；
(2)取补强料和乙醇，超声分散10min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，25℃下搅拌反应5h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散15min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应7h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，混合配置磷酸盐缓冲溶液(pH＝5.5)；取羧基化补强料、EDC和NHS溶液，搅拌反应10h，取出羧基化补强料，转移至多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，反应15h，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
(4)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯50份、高密度聚乙烯20份、相容剂1份、抗氧化剂1份、光稳定剂1份、填料4份、聚多巴胺包覆粒子8份。所述抗氧化剂为四季戊四醇酯。
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，所述聚丁烯内管外径为20mm，壁厚为2.0mm；在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，阻氧层厚度为0.1mm；再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，加工温度为200℃，并与内层管复合，得到成品。聚乙烯外管外径为25mm，壁厚为2.3mm。
本实施例中，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4。
其中羧基化碳纳米管的制备步骤为：取碳纳米管，置于硝酸溶液中，超声分散5min，转移至45℃油浴下搅拌反应2h，反应后无水乙醇洗涤至中性，真空干燥，干燥后在空气气氛下进行表面低温等离子体处理，功率为200W，处理时间为6min，得到羧基化碳纳米管。
实施例2：
一种高强聚烯烃复合管的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至11，密封条件下恒温反应65h，反应温度为205℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，103℃下真空干燥4.5h，得到补强料；锗、镍摩尔比为2：3；
(2)取补强料和乙醇，超声分散15min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，28℃下搅拌反应4.5h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散18min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应7.5h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，混合配置磷酸盐缓冲溶液(pH＝5.5)；取羧基化补强料、EDC和NHS溶液，搅拌反应11h，取出羧基化补强料，转移至多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，反应16h，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
(4)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯55份、高密度聚乙烯25份、相容剂1.1份、抗氧化剂0.8份、光稳定剂0.8份、填料6份、聚多巴胺包覆粒子9份。所述抗氧化剂为四季戊四醇酯。
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，所述聚丁烯内管外径为20mm，壁厚为2.0mm；在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，阻氧层厚度为0.1mm；再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，加工温度为210℃，并与内层管复合，得到成品。聚乙烯外管外径为25mm，壁厚为2.3mm。
本实施例中，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4。
其中羧基化碳纳米管的制备步骤为：取碳纳米管，置于硝酸溶液中，超声分散8min，转移至48℃油浴下搅拌反应1.5h，反应后无水乙醇洗涤至中性，真空干燥，干燥后在空气气氛下进行表面低温等离子体处理，功率为200W，处理时间为7min，得到羧基化碳纳米管。
实施例3：
一种高强聚烯烃复合管的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至12，密封条件下恒温反应70h，反应温度为200℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，105℃下真空干燥4h，得到补强料；锗、镍摩尔比为2：3；
(2)取补强料和乙醇，超声分散20min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，30℃下搅拌反应4h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散20min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应8h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，混合配置磷酸盐缓冲溶液(pH＝5.5)；取羧基化补强料、EDC和NHS溶液，搅拌反应12h，取出羧基化补强料，转移至多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，反应18h，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
(4)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯60份、高密度聚乙烯30份、相容剂1.2份、抗氧化剂1份、光稳定剂1份、填料8份、聚多巴胺包覆粒子10份。所述抗氧化剂为四季戊四醇酯。
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，所述聚丁烯内管外径为20mm，壁厚为2.0mm；在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，阻氧层厚度为0.1mm；再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，加工温度为220℃，并与内层管复合，得到成品。聚乙烯外管外径为25mm，壁厚为2.3mm。
本实施例中，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4。
其中羧基化碳纳米管的制备步骤为：取碳纳米管，置于硝酸溶液中，超声分散10min，转移至50℃油浴下搅拌反应1h，反应后无水乙醇洗涤至中性，真空干燥，干燥后在空气气氛下进行表面低温等离子体处理，功率为200W，处理时间为7min，得到羧基化碳纳米管。
对比例1：
一种高强聚烯烃复合管的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至11，密封条件下恒温反应65h，反应温度为205℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，103℃下真空干燥4.5h，得到补强料；锗、镍摩尔比为2：3；
(2)取补强料和乙醇，超声分散15min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，28℃下搅拌反应4.5h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散18min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应7.5h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取羧基化补强料，置于多巴胺的Tris-HCl缓冲溶液中，反应16h，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
(4)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯55份、高密度聚乙烯25份、相容剂1.1份、抗氧化剂0.8份、光稳定剂0.8份、填料6份、聚多巴胺包覆粒子9份。所述抗氧化剂为四季戊四醇酯。
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，所述聚丁烯内管外径为20mm，壁厚为2.0mm；在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，阻氧层厚度为0.1mm；再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，加工温度为210℃，并与内层管复合，得到成品。聚乙烯外管外径为25mm，壁厚为2.3mm。
本实施例中，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4。
其中羧基化碳纳米管的制备步骤为：取碳纳米管，置于硝酸溶液中，超声分散8min，转移至48℃油浴下搅拌反应1.5h，反应后无水乙醇洗涤至中性，真空干燥，干燥后在空气气氛下进行表面低温等离子体处理，功率为200W，处理时间为7min，得到羧基化碳纳米管。
对比例1为实施例2的对照组，对比例1中采用常规工艺包覆聚多巴胺包覆粒子，其余工艺参数与实施例2一致。
对比例2：
一种高强聚烯烃复合管的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至11，密封条件下恒温反应65h，反应温度为205℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，103℃下真空干燥4.5h，得到补强料；锗、镍摩尔比为2：3；
(2)取补强料和乙醇，超声分散15min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，28℃下搅拌反应4.5h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散18min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应7.5h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和羧基化补强料，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯55份、高密度聚乙烯25份、相容剂1.1份、抗氧化剂0.8份、光稳定剂0.8份、填料6份、羧基化补强料9份。所述抗氧化剂为四季戊四醇酯。
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，所述聚丁烯内管外径为20mm，壁厚为2.0mm；在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，阻氧层厚度为0.1mm；再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，加工温度为210℃，并与内层管复合，得到成品。聚乙烯外管外径为25mm，壁厚为2.3mm。
本实施例中，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4。
其中羧基化碳纳米管的制备步骤为：取碳纳米管，置于硝酸溶液中，超声分散8min，转移至48℃油浴下搅拌反应1.5h，反应后无水乙醇洗涤至中性，真空干燥，干燥后在空气气氛下进行表面低温等离子体处理，功率为200W，处理时间为7min，得到羧基化碳纳米管。
对比例2为实施例2的对照组，对比例2中仅加入羧基化补强料，其余工艺参数与实施例2一致。
对比例3：
一种高强聚烯烃复合管的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至11，密封条件下恒温反应65h，反应温度为205℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，103℃下真空干燥4.5h，得到补强料；锗、镍摩尔比为2：3；
(2)取补强料和乙醇，超声分散15min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，28℃下搅拌反应4.5h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散18min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应7.5h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
(3)取磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，混合配置磷酸盐缓冲溶液(pH＝5.5)；取羧基化补强料、EDC和NHS溶液，搅拌反应11h，取出羧基化补强料，转移至多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，反应16h，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
(4)取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯55份、高密度聚乙烯25份、相容剂1.1份、抗氧化剂0.8份、光稳定剂0.8份、填料6份、聚多巴胺包覆粒子9份。所述抗氧化剂为四季戊四醇酯。
(5)取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，所述聚丁烯内管外径为20mm，壁厚为2.0mm；在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，阻氧层厚度为0.1mm；再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，加工温度为210℃，并与内层管复合，得到成品。聚乙烯外管外径为25mm，壁厚为2.3mm。
本实施例中，填料包括二氧化钛、二氧化硅，所述二氧化钛、二氧化硅的质量比为1：1。
对比例3为实施例2的对照组，对比例3中未加入羧基化碳纳米管，其余工艺参数与实施例2一致。
检测试验：
1、取实施例1-3、对比例1-3制备的复合管作为实验样品，通过万能拉力机检测拉伸强度，并记录数据。
2、取实施例1-3、对比例1-3制备的复合管作为实验样品，在132℃介质条件下，通过静压试验机进行2bar/1500h的静态试验；通过水脉冲试验机进行0.1-2.4bar压力范围内60000次的压力脉冲试验，观察试样泄露情况。
3、取实施例1-3、对比例1-3制备的复合管作为实验样品，分别浸泡在体积份数20％的硫酸溶液、体积份数20％的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为8天，观察试样情况。
Figure BDA0003143919010000101
Figure BDA0003143919010000111
结论：本申请公开了一种高强聚烯烃复合管及其制备方法，工艺设计合理，操作简单，制备得到的聚烯烃复合管具有优异的力学性能和耐热性能，可广泛应用于采暖管等技术领域，具有较高的实用性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高强聚烯烃复合管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）取氢氧化镍和二氧化锗，去离子水溶解，加入氢氧化钠，调节pH至11-12，密封条件下恒温反应60-70h，反应温度为200-210℃，反应后自然冷却，转移样品并进行过滤，去离子水洗涤，100-105℃下真空干燥4-5h，得到补强料；
（2）取补强料和乙醇，超声分散10-20min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，25-30℃下搅拌反应4-5h，离心洗涤，真空干燥后转移至四氢呋喃溶剂中，超声分散15-20min，加入苯偏三酸酐，25℃下搅拌反应7-8h，离心收集，去离子水洗涤，真空干燥，得到羧基化补强料；
（3）取磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，混合配置磷酸盐缓冲溶液；取羧基化补强料、EDC和NHS溶液，搅拌反应10-12h，取出羧基化补强料，转移至多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，反应15-18h，去离子水洗涤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆粒子；
（4）取低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、填料和聚多巴胺包覆粒子，置于高速混合机中搅拌均匀，熔融混炼、挤出切粒，得到聚乙烯外管料；
步骤（4）中，各组分原料包括，以重量计，低密度聚乙烯50-60份、高密度聚乙烯20-30份、相容剂1-1.2份、抗氧化剂0.5-1份、光稳定剂0.5-1份、填料4-8份、聚多巴胺包覆粒子8-10份；
（5）取聚丁烯内层料，挤出成型得到聚丁烯内管，在聚丁烯内管外壁挤出包覆热熔胶层，将阻氧层通过热熔胶层包覆在聚丁烯内管外表面，再在阻氧层外壁上挤出包覆一层热熔胶层，得到内层管；
取聚乙烯外管料，通过挤出机挤出聚乙烯外管，并与内层管复合，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种高强聚烯烃复合管的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为四季戊四醇酯；所述阻氧层为EVOH阻氧层。
3.根据权利要求1所述的一种高强聚烯烃复合管的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，所述聚乙烯外管料的加工温度为200-220℃。
4.根据权利要求1所述的一种高强聚烯烃复合管的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，填料包括二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管，所述二氧化钛、二氧化硅和羧基化碳纳米管的质量比为1：1：4。
5.根据权利要求4所述的一种高强聚烯烃复合管的制备方法，其特征在于：羧基化碳纳米管的制备步骤为：取碳纳米管，置于硝酸溶液中，超声分散5-10min，转移至45-50℃油浴下搅拌反应1-2h，反应后无水乙醇洗涤至中性，真空干燥，干燥后在空气气氛下进行表面低温等离子体处理，得到羧基化碳纳米管。
6.根据权利要求5所述的一种高强聚烯烃复合管的制备方法，其特征在于：碳纳米管表面低温等离子体处理时，功率为200W，处理时间为6-7min。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种高强聚烯烃复合管的制备方法制备的聚烯烃复合管。
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