CN114507394B - 一种彩色抗氧化mpp保护管及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种彩色抗氧化MPP保护管及其加工方法，属于MPP保护管技术领域，包括抗菌着色剂、防老化剂、分散润滑剂、增塑剂、增容剂和MPP，各组分的重量百分比为：抗菌着色剂：8.5～13.5％；防老化剂：2.5～3.5％；分散润滑剂：8.5～13.0％；增塑剂1.0～2.0％；增容剂：1.0～2.0％；MPP：70.5～83.5％。本发明集抗菌、着色、防老化于一体，通过类普鲁士蓝纳米颗粒作为抗菌剂，金属钴的加入使得普鲁士蓝纳米颗粒具有更强的抗菌能力，对人体安全无害，并且普鲁士蓝是常用的颜料，经过处理后形成的类普鲁士蓝纳米颗粒为蓝色、紫色或品红色，可以作为着色剂使用，而且抗老化效果显著，可广泛适用MPP塑料的着色。
Description
技术领域
本发明属于MPP保护管技术领域，具体涉及一种彩色抗氧化MPP保护管及其加工方法。
背景技术
MPP采用改性聚丙烯为主要原材料，是无须大量挖泥、挖土及破坏路面，在道路、铁路、建筑物、河床下等特殊地段敷设管道、电缆等施工工程。与传统的“挖槽埋管法”相比，非开挖电力管工程更适应当前的环保要求，去除因传统施工所造成的尘土飞扬、交通阻塞等扰民因素，这一技术还可以在一些无法实施开挖作业的地区铺设管线，如古迹保护区、闹市区、农作物及农田保护区、高速公路、河流等。MPP管分为普通型和加强型。普通型适用于开挖铺设施工和非开挖穿越施工埋深小于4M的工程；加强型适用于非开挖穿越施工埋深大于4M的工程。
改性聚丙烯在光、热和氧的作用下发生热氧老化和光氧老化，导致变色、变脆和表面龟裂，并且现有的改性聚丙烯抗菌性能较差，MPP保护管在河流、农田等环境下会受到微生物的影响，加快塑料制品的老化和损坏，因此抗菌性对其本身是否被破坏以及创造洁净、健康环境具有重要作用。因此，提出一种彩色抗氧化MPP保护管及其加工方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种彩色抗氧化MPP保护管及其加工方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明提供了一种彩色抗氧化MPP保护管包括抗菌着色剂、防老化剂、分散润滑剂、增塑剂、增容剂和MPP，各组分的重量百分比为：抗菌着色剂：8.5～13.5％；防老化剂：2.5～3.5％；分散润滑剂：8.5～13.0％；增塑剂1.0～2.0％；增容剂：1.0～2.0％；MPP：70.5～83.5％；
所述抗菌着色剂为将金属钴配合至普鲁士蓝纳米颗粒上所获得的类普鲁士蓝纳米颗粒组成的抗菌剂。
作为本发明的进一步改进，所述防老化剂由亚磷酸酯类抗氧剂168、三羧基苯硼酸、超支化聚酯丙烯酸酯、交联剂、溶剂组成。
作为本发明的进一步改进，所述增容剂为甲基丙烯酸-丁苯弹性体接枝共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝聚烯烃共聚物中的一种。
作为本发明的进一步改进，所述增塑剂为乙二醇、甘油、尿素中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述分散润滑剂为质量比为1:3的偏磷酸铝和聚乙二醇的混合物。
本发明还提供了一种彩色抗氧化MPP保护管的加工方法，将抗菌着色剂、防老化剂、分散润滑剂和MPP加入高速混合器混合10-20min，再加入增塑剂和增容剂搅拌5-10min，搅拌后转入柱塞式挤出机中，设置主机温度为160-165℃，模具温度为165-170℃，口模温度为170-175℃，挤出成型，冷却后得到彩色的MPP保护管。
作为本发明的进一步改进，所述抗菌着色剂中类普鲁士蓝纳米颗粒的制备过程为：
(1)将聚乙烯吡咯烷酮PVP加入蒸馏水，向其溶液滴加HCl致使溶液的pH为酸性，在室温条件下搅拌后均匀后加入铁氰化钾形成混合溶液，混合溶液反应时依次经过加热、保温、冷却，形成蓝色溶液，蓝色溶液中加入溶剂混合均匀后离心，沉淀经过洗涤、真空干燥，获得普鲁士蓝纳米颗粒；
(3)将聚乙烯吡咯烷酮PVP加入蒸馏水，搅拌均匀后向其溶液加入无机钴盐，无机钴盐溶解后向其溶液加入甲醛，混合均匀后再向其溶液加入普鲁士蓝纳米颗粒，经过加热保温，冷却至室温后得到蓝色、紫色或品红色溶液，溶液中加入溶剂混合均匀后离心，沉淀经过洗涤、真空干燥，获得类普鲁士蓝纳米颗粒。
作为本发明的进一步改进，所述无机钴盐为氯化钴。
作为本发明的进一步改进，所述防老化剂的具体制备过程为：向亚磷酸酯类抗氧剂168中加入三羧基苯硼酸和交联剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在40～60℃条件下保温1-2h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物，向反应产物中加入超支化聚酯丙烯酸酯、酮类溶剂，混合充分搅拌均匀，获得防老化剂。
本发明的有益效果在于：本发明制备的MPP保护管为蓝色、紫色或品红色，通过类普鲁士蓝纳米颗粒作为抗菌剂，金属钴本身就具有一定的抗菌能力，金属钴的加入使得普鲁士蓝纳米颗粒具有更强的抗菌能力，可以抑制细菌在管道上附着，而且类普鲁士蓝纳米颗粒对水体、土壤安全无害，并且普鲁士蓝是常用的颜料，经过处理后形成的类普鲁士蓝纳米颗粒为蓝色、紫色或品红色，可以作为着色剂使用，不要额外添加着色剂，具有下游材料成型加工工艺简单的特征，可广泛适用MMP管塑料的着色；并且本发明中通过防老化剂的使用，使得MMP管塑料的抗老化效果显著，适用于农田、河流、下水道或土壤中使用的MMP管塑料。
具体实施方式
下面对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本发明的彩色抗氧化MPP保护管颜色为品红色，包括抗菌着色剂：8.5％、防老化剂：2.5％、分散润滑剂：8.5％、增塑剂1.0％、增容剂：1.0％、MPP：77.5％；
其中，抗菌着色剂为将金属钴配合至普鲁士蓝纳米颗粒上所获得的类普鲁士蓝纳米颗粒组成的抗菌剂；防老化剂由亚磷酸酯类抗氧剂168、三羧基苯硼酸、超支化聚酯丙烯酸酯、和溶剂组成；
增容剂为马来酸酐接枝聚烯烃共聚物中的一种；增塑剂为甘油；分散润滑剂为质量比为1:3的偏磷酸铝和聚乙二醇的混合物。
具体加工方法如下：
(1)制备抗菌着色剂：将聚乙烯吡咯烷酮PVP加入蒸馏水，向其溶液滴加HCl致使溶液的pH＝2，在室温条件下搅拌后均匀后加入铁氰化钾形成混合溶液，混合溶液反应时依次经过加热、保温、冷却，形成蓝色溶液，蓝色溶液中加入溶剂混合均匀后离心，沉淀经过洗涤、真空干燥，获得普鲁士蓝纳米颗粒；将聚乙烯吡咯烷酮PVP加入蒸馏水，搅拌均匀后向其溶液加入无机钴盐氯化钴，氯化钴溶解后向其溶液加入甲醛，混合均匀后再向其溶液加入普鲁士蓝纳米颗粒，经过加热保温，冷却至室温后得到品红色溶液，溶液中加入溶剂混合均匀后离心，沉淀经过洗涤、真空干燥，获得类普鲁士蓝纳米颗粒。
(2)制备防老化剂：按百分比，向40％亚磷酸酯类抗氧剂168中加入10％质量分数为30％的三羧基苯硼酸和交联剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在40～60℃条件下保温1-2h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物，向反应产物中加入40％超支化聚酯丙烯酸酯和酮类溶剂，混合充分搅拌均匀，获得防老化剂。
(3)制备MPP保护管：将抗菌着色剂、防老化剂、分散润滑剂和MPP加入高速混合器混合10-20min，再加入增塑剂和增容剂搅拌5-10min，搅拌后转入柱塞式挤出机中，设置主机温度为160-165℃，模具温度为165-170℃，口模温度为170-175℃，挤出成型，冷却后得到品红色的MPP保护管。
实施例2
本发明的彩色抗氧化MPP保护管颜色为紫色，包括抗菌着色剂：10.5％、防老化剂：2.5％、分散润滑剂：10.5％、增塑剂1.0％、增容剂：1.0％、MPP：74.5％；其它同实施例1。
实施例3
本发明的彩色抗氧化MPP保护管颜色为蓝色，包括抗菌着色剂：13.5％、防老化剂：3.5％、分散润滑剂：9.5％、增塑剂1.5％、增容剂：1.5％、MPP：70.5％；其它同实施例1。
对比例1
本发明的MPP保护管包括载银抗菌剂：4.0％、酞菁蓝色粉体着色剂：9.5％、防老化剂：3.5％、分散润滑剂：9.5％、增塑剂1.5％、增容剂：1.5％、MPP：70.5％；具体加工方法如下：
(1)制备防老化剂：向亚磷酸酯类抗氧剂168中加入质量分数为30％的三羧基苯硼酸和交联剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在40～60℃条件下保温1-2h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物，向反应产物中加入超支化聚酯丙烯酸酯、酮类溶剂，混合充分搅拌均匀，获得防老化剂。
(2)制备MPP保护管：将载银抗菌剂、着色剂、防老化剂、分散润滑剂和MPP加入高速混合器混合10-20min，再加入增塑剂和增容剂搅拌5-10min，搅拌后转入柱塞式挤出机中，设置主机温度为160-165℃，模具温度为165-170℃，口模温度为170-175℃，挤出成型，冷却后得到蓝色的MPP保护管。
对比例2
本发明的MPP保护管包括抗菌着色剂：13.5％、防老化剂：3.5％、分散润滑剂：11.5％、增塑剂1.5％、增容剂：2.0％、MPP：68.0％；具体加工方法如下：
(1)制备抗菌着色剂：同实施例3。
(2)制备防老化剂：由光稳定剂UV-327、受阻胺光稳定剂770、多酚抗氧剂1010按重量比1:2:2组成；
(3)制备MPP保护管：同实施例3。
对比例3
本发明的MPP保护管包括抗菌着色剂：13.5％、防老化剂：3.5％、分散润滑剂：9.5％、增塑剂1.5％、增容剂：1.5％、MPP：70.5％；具体加工方法如下：
(1)制备抗菌着色剂：同实施例1。
(2)制备防老化剂：向40％亚磷酸酯类抗氧剂168中溶于酮类溶剂中，获得混合溶液，混合溶液在40～60℃条件下保温1-2h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物，向反应产物中加入40％超支化聚酯丙烯酸酯和酮类溶剂，混合充分搅拌均匀，获得防老化剂。
(3)制备MPP保护管：同实施例1。
对比例4
本发明的彩色抗氧化MPP保护管包括抗菌着色剂：13.5％、防老化剂：3.5％、分散润滑剂：9.5％、增塑剂1.5％、增容剂：1.5％、MPP：70.5％；具体加工方法如下：
(1)制备抗菌着色剂：同实施例1。
(2)制备防老化剂：向40％亚磷酸酯类抗氧剂168中加入10％质量分数为30％的三羧基苯硼酸和交联剂的混合物，获得混合溶液，混合溶液在40～60℃条件下保温1-2h，经过离心洗涤、冷冻干燥后获得反应产物，向反应产物中加入40％多酚抗氧剂1010，混合充分搅拌均匀，获得防老化剂。
(3)制备MPP保护管：同实施例1。
为了证明本发明的效果，将实施例1-3和对比例1-4制备而成的MMP保护管以及普通MMP管，进行以下测试：
1、按QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性试验方法》，测得抗菌率和24h培养的试样上菌落数；
2、GB/T16422.2-2014《塑料实验室光源暴露试验方法》进行加速老化试验，氙灯老化500h，变色评级按ISO105-A02《评定变色用灰色样卡》进行；
3、延伸率按GB/T 1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定》进行。
表1彩色抗氧化MPP保护管物理性能参数检测结果
通过表1中数据可看出，本发明中将抗菌剂和着色剂结合制成的MPP保护管生成的MMP管塑料管抗菌效果和抗老化效果显著，通过实施例1-3可看出，抗菌着色剂的添加对于塑料的物理性能影响并不明显，但是抗菌着色剂和防老化及占比含量越大抗菌效果抗老化效果越好，通过对比例1和2可看出，本发明中使用的抗菌着色剂和防老化剂单独使用均具有一定的抗菌效果和抗老化效果，但是两者协同使用使得MMP管的抗菌性能更好，并且通过对比例1可看出，单独加入载银抗菌剂和着色剂会对延伸率产生不利的影响，推测可能是两者在MMP中分散性不好，通过对比例3和对比例4可看出，本发明中的防老化剂的主要成分为两种，相比较传统方法中多种抗氧剂复配形成的抗老化剂，效果相同甚至更好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种彩色抗氧化MPP保护管，其特征在于，由抗菌着色剂、防老化剂、分散润滑剂、增塑剂、增容剂和MPP，各组分的重量百分比为：抗菌着色剂：8.5～13.5%；防老化剂：2.5～3.5%；分散润滑剂：8.5～13.0%；增塑剂1.0～2.0%；增容剂：1.0～2.0%；MPP：70.5～77.5%组成；
所述抗菌着色剂为将金属钴配合至普鲁士蓝纳米颗粒上所获得的类普鲁士蓝纳米颗粒组成的抗菌剂；
增容剂为马来酸酐接枝聚烯烃共聚物中的一种；增塑剂为甘油；分散润滑剂为质量比为1:3的偏磷酸铝和聚乙二醇的混合物；
MPP保护管为品红色、紫色或蓝色。
2.一种如权利要求1所述彩色抗氧化MPP保护管的加工方法，其特征在于，将抗菌着色剂、防老化剂、分散润滑剂和MPP加入高速混合器混合10-20min，再加入增塑剂和增容剂搅拌5-10min，搅拌后转入柱塞式挤出机中，设置主机温度为160-165℃，模具温度为165-170℃，口模温度为170-175℃，挤出成型，冷却后得到彩色的MPP保护管；
所述抗菌着色剂中类普鲁士蓝纳米颗粒的制备过程为：
（1）将聚乙烯吡咯烷酮PVP加入蒸馏水，向其溶液滴加HCl致使溶液的pH为酸性，在室温条件下搅拌均匀后加入铁氰化钾形成混合溶液，混合溶液反应时依次经过加热、保温、冷却，形成蓝色溶液，蓝色溶液中加入溶剂混合均匀后离心，沉淀经过洗涤、真空干燥，获得普鲁士蓝纳米颗粒；
（2）将聚乙烯吡咯烷酮PVP加入蒸馏水，搅拌均匀后向其溶液加入氯化钴，无机钴盐溶解后向其溶液加入甲醛，混合均匀后再向其溶液加入普鲁士蓝纳米颗粒，经过加热保温，冷却至室温后得到蓝色、紫色或品红色溶液，溶液中加入溶剂混合均匀后离心，沉淀经过洗涤、真空干燥，获得类普鲁士蓝纳米颗粒。
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