CN116925516A - 一种耐高温且耐低温的生物基热熔胶管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及胶管技术领域，具体涉及一种耐高温且耐低温的生物基热熔胶管及其制备方法。本发明所述胶管的制备原料包括聚碳酸酯、生物基聚乙烯、聚丙烯、改性复合无机粉、聚二甲基硅氧烷、炭黑、木质素、聚乳酸、聚乙烯蜡、促进剂M、促进剂DM、硬脂酸、氧化锌、癸二酸二辛酯。本发明胶管具有优异的降解效果和耐高温、耐低温、高机械性能、耐老化、耐油性的功效。
Description
技术领域
本发明涉及胶管技术领域，具体涉及一种耐高温且耐低温的生物基热熔胶管及其制备方法。
背景技术
热熔胶是一种可塑性的粘合剂。热熔胶在储存、运输以及点胶过程中需要装在针状热熔胶胶管中。
现有的热熔胶胶管一般采用聚丙烯作为主要材质，具有不可降解性，长期使用而废弃后对土壤环境污染严重。普通的热熔胶胶管在长时间使用后都会出现开裂或断裂的现象，容易破损；尤其对于裸露在大气中的热熔胶胶管，经历长时间的风吹日晒和雨水浸透，对于热熔胶胶管的实际使用过程造成极大的安全隐患。
随着工业技术的不断提高，现有技术制得的热熔胶胶管的耐温、强度、耐老化、耐油、降解等性能参数已经越来越不能满足其工业应用的要求。因此，如何使得胶管在具有可降解性能基础上还具有优异的耐温、强度、耐老化、耐油性能将是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明基于解决如何使得胶管在具有可降解性能基础上还具有优异的耐温、强度、耐老化、耐油性能，从而提出了本发明技术方案。
本发明提供一种耐高温且耐低温的生物基热熔胶管，本发明得到的耐高温且耐低温的生物基热熔胶管具有优异的降解性能、耐高温、耐低温、高机械性能、耐老化、耐油性的功效。
本发明创造性地选择聚碳酸酯和生物基聚乙烯复合作为基体，能显著改善胶管的机械性能、耐温和耐油效果。
本发明为了优化胶管的降解等性能，添加木质素成分。木质素、聚碳酸酯以及生物基聚乙烯均为生物基原料，具有易降解的效果；本发明中木质素和聚碳酸酯以及生物基聚乙烯的添加，能显著增加胶管降解效果，从而得到生物基的胶管。
一方面，本发明提供耐高温且耐低温的生物基热熔胶管，其制备原料包括聚碳酸酯、生物基聚乙烯、聚丙烯、改性复合无机粉、聚二甲基硅氧烷、炭黑、木质素、聚乳酸、聚乙烯蜡、促进剂M、促进剂DM、硬脂酸、氧化锌、癸二酸二辛酯。
本发明所述的耐高温且耐低温的生物基热熔胶管，其制备原料包括如下质量份物质：24-37份聚碳酸酯、25-35份生物基聚乙烯、5-15份聚丙烯、8-14份改性复合无机粉、1-2份聚二甲基硅氧烷、5-12份炭黑、3-5份木质素、1-3份聚乳酸、1-3份聚乙烯蜡、5-10份促进剂M、5-12份促进剂DM、2-4份硬脂酸、1-2份氧化锌、1-4份癸二酸二辛酯。
本发明的聚碳酸酯的质量份数优选为25、27、29、30、32、34、35、36份，或者上述任意两者之间的范围。本发明使用的聚碳酸酯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数可优选为5-20g/10min，如5、8、10、12、15、18、20g/10min，或者上述任意两者之间的范围。本发明使用的聚碳酸酯可来自东莞东硕塑胶原料有限公司的商品PC 143R-111。
本发明的生物基聚乙烯可选自上海胜翔国际贸易有限公司的生物基聚乙烯HDPE系列的型号为SHA7260、SHC7260、SGF4950、SGM9450F的商品，LLDPE系列的型号为SLL118、SLL118/21、SLH118、SLH218的商品，LDPE系列的型号为STN7006的商品。在胶管制备时生物基聚乙烯的质量份数优选为26、27、28、29、30、31、32、33、34份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明的聚丙烯可选自不同晶型的聚丙烯，例如来源于昆山金凯沃塑胶有限公司的型号为K8003的聚丙烯商品。在胶管制备时聚丙烯的质量份数优选为6、7、8、9、10、11、12、13、14份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明的聚二甲基硅氧烷可选自道康宁PMX200商品，在胶管制备时聚二甲基硅氧烷的质量份数优选为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明的炭黑可选自N800系列炭黑以及N900系列炭黑至少一种，在胶管制备时炭黑的质量份数优选为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5份，或者上述任意两者之间的范围。
基于胶管降解性以及耐温、机械性能、耐老化、耐油性考虑，本发明的木质素可选自商品化的来源于(阿尔法)郑州阿尔法化工有限公司的木质素，本发明木质素在胶管制备时的质量份数优选为3.2、3.5、3.8、4、4.2、4.5、4.8、4.9份，或者上述任意两者之间的范围。
基于胶管耐高温、耐低温、高机械性能、耐老化、耐油性考虑，本发明的聚乳酸可选自商品化的美国NATUREWORKS 4032D聚乳酸，本发明聚乳酸在胶管制备时的质量份数优选为1.1、1.3、1.5、1.7、1.9、2、2.1、2.5、2.7、2.9份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明的聚乙烯蜡可来自湖北实兴化工有限公司的聚乙烯蜡，本发明聚乙烯蜡在胶管制备时的质量份数优选为1.1、1.3、1.5、1.7、1.9、2、2.1、2.5、2.7、2.9份，或者上述任意两者之间的范围。
基于胶管耐高温、耐低温、高机械性能、耐老化、耐油性考虑，本发明促进剂M在胶管制备时的质量份数优选为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5份，或者上述任意两者之间的范围。
基于胶管耐高温、耐低温、高机械性能、耐老化、耐油性考虑，本发明促进剂DM在胶管制备时的质量份数优选为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明硬脂酸在胶管制备时的质量份数优选为2.1、2.3、2.5、2.7、2.9、3、3.2、3.5、3.6、3.8、3.9份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明氧化锌在胶管制备时的质量份数优选为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9份，或者上述任意两者之间的范围。作为优选地，氧化锌的粒径为0.05-50微米，0.08-30微米，0.1-20微米，0.5-10微米。
基于胶管耐高温、耐低温、高机械性能、耐老化、耐油性考虑，本发明癸二酸二辛酯在胶管制备时的质量份数优选为1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.7、3、3.2、3.5、3.9份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明采用改性复合无机粉改善了胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，显著地增加胶管的综合性能。进一步地，为了改进胶管性能，本发明改性复合无机粉在胶管制备时的质量份数优选为8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.2、11.5、11.8、12、12.2、12.5、12.8、13、13.2、13.5、13.7、13.9份，或者上述任意两者之间的范围。
本发明改性复合无机粉制备方法包括：将混合无机粉加入溶剂、季铵盐、表面活性剂以及复合硅烷偶联剂改性得到。
优选地，本发明改性复合无机粉制备方法包括：将蛭石粉和埃洛石粉混合得到混合无机粉，加入溶剂、季铵盐、表面活性剂以及复合硅烷偶联剂改性得到。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，本发明所述蛭石粉和埃洛石粉的质量比为1：(0.6-0.9)；更优选为1：(0.65-0.9)、1：(0.7-0.9)、1：(0.7-0.8)。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，所述蛭石粉和埃洛石粉的粒径均为0.05-50微米；更优选为0.08-30微米，0.1-20微米，0.5-10微米。
优选地，本发明改性复合无机粉制备方法包括：将蛭石粉和埃洛石粉混合得到混合无机粉，加入溶剂乙醇水溶液、季铵盐、表面活性剂以及复合硅烷偶联剂改性得到。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，所述乙醇水溶液为质量浓度为50-85％乙醇水溶液，更优选质量浓度为60-85％、65-85％、70-85％、75-85％。
本发明改性复合无机粉制备方法包括：将蛭石粉和埃洛石粉混合得到无机混合粉，加入乙醇水溶液、季铵盐和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌均匀；然后添加复合硅烷偶联剂，升温反应；减压蒸馏、干燥制备得到。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，特别优选地，所述复合硅烷偶联剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷的复合物。该复合物特异性地增加改性复合粉增加胶管性能。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，所述N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷质量比为1：(2-3)，更优选所述质量比为1：(2.2-3)、1：(2.4-3)、1：(2.5-3)。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，升温反应的温度为72-85℃，反应时间为6-10小时。更优选地，升温温度为73-85℃、75-85℃、76-83℃、77-80℃；反应时间为6.5-9小时、7-8.5小时、7-8小时。
作为优选地，所述改性复合无机粉制备方法包括：(1)、将粒径均为0.05-50微米且质量比为1：(0.6-0.9)蛭石粉和埃洛石粉混合得到混合无机粉；(2)、加入质量浓度为50-85％乙醇水溶液、季铵盐和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌均匀；(3)、然后添加由质量比为1：(2-3)的N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷组成份复合硅烷偶联剂，升温72-85℃进行反应6-10小时；(4)、减压蒸馏、干燥制备得到。
所述季铵盐可以选自氯化双十烷基二甲基铵。所述脂肪醇聚氧乙烯醚可以选自AEO9、AEO3、AEO7中至少一种。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，所述混合无机粉、乙醇水溶液的质量比为1：(5-20)，更优选为1：(6-18)、1：(7-17)、1：(8-15)。
所述混合无机粉、季铵盐的质量比为1：(0.05-0.2)，更优选为1：(0.08-0.18)、1：(0.09-0.17)、1：(0.1-0.15)。
所述混合无机粉、脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1：(0.05-0.15)，更优选为1：(0.07-0.14)、1：(0.08-0.13)、1：(0.09-0.12)。
基于胶管耐温、机械性、耐老化和耐油性能，所述混合无机粉、复合硅烷偶联剂的质量比为1：(0.1-0.3)，更优选为1：(0.12-0.28)、1：(0.15-0.26)、1：(0.2-0.25)。
所述混合无机粉、乙醇水溶液、季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、复合硅烷偶联剂的质量比为1：(5-20)：(0.05-0.2)：(0.05-0.15)：(0.1-0.3)，更优选为1：(6-18)：(0.08-0.18)：(0.07-0.14)：(0.12-0.28)、1：(7-17)：(0.09-0.17)：(0.08-0.13)：(0.15-0.26)、1：(8-15)：(0.1-0.15)：(0.09-0.12)：(0.2-0.25)。
所述改性复合无机粉制备方法包括：(1)、将粒径均为0.05-50微米且质量比为1：(0.6-0.9)蛭石粉和埃洛石粉混合得到混合无机粉；(2)、加入质量浓度为50-85％乙醇水溶液、季铵盐和脂肪醇聚氧乙烯醚在100-5000转/分转速下搅拌1-5小时进行搅拌均匀；(3)、然后添加由质量比为1：(2-3)的N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷组成的复合硅烷偶联剂，继续在100-5000转/分转速下搅拌，并升温72-85℃，进行反应6-10小时；(4)、减压蒸馏、干燥制备得到。
优选地，所述步骤(2)、(3)的搅拌均独立地优选为200-4500转/分、300-3000转/分、400-2000转/分、500-1000转/分。
优选地，所述步骤(2)搅拌时间优选为1.5、2、2.5、3、3.5、4小时或者上述任意两个数值之间的范围。
优选地，所述步骤(3)升温温度优选为73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84℃或者上述任意两个数值之间的范围。
优选地，所述步骤(3)反应时间优选为6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5小时或者上述任意两个数值之间的范围。
优选地，所述步骤(4)干燥温度为105-125℃，更优选为108、110、115、120、124℃或者上述任意两个数值之间的范围。优选地，所述干燥终点为干燥物含水量低于10％，更优选低于9％、低于7％、低于6％。
另一方面地，本发明提供耐高温且耐低温的生物基热熔胶管的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按所述重量份称取原料；
(2)、将聚碳酸酯、生物基聚乙烯、聚丙烯、改性复合无机粉、聚二甲基硅氧烷、炭黑、木质素、聚乳酸、聚乙烯蜡、氧化锌混合后，送入混炼机中，进行塑炼，得到塑炼胶；
(3)、在塑炼胶中加入促进剂M、促进剂DM、硬脂酸、癸二酸二辛酯，混炼得到中间料；
(4)、将所述中间料经挤出机挤出，并经加热炼制、成型、硫化，制备得到所述胶管。
作为优选地，所述步骤(2)的塑炼是在55-65℃下进行，有优选为57-64℃、58-63℃、59-62℃。
作为优选地，所述步骤(4)中加热炼制的加热温度为150-250℃，更优选为155-245℃、160-240℃、165-235℃、170-200℃。
有益效果：
本发明创造性地选择聚碳酸酯和生物基聚乙烯进行复合作为基体，显著改善胶管的机械性能、耐温和耐油效果。本发明聚碳酸酯和生物基聚乙烯的添加，显著增加胶管的降解效果，得到生物基的胶管。本发明木质素的添加，能进一步增加胶管的环保效果。
本发明胶管拉伸强度高达40.1MPa，撕裂强度达到了36.2KN*N-1，压缩永久形变低至11.5％；本发明胶管具有优异的强度和压缩形变率的机械性能。
本发明胶管在耐高温条件测试后，胶管的拉伸强度效果仅可减少4.0％，压缩永久形变效率仅可减少3.4％；本发明胶管具有优异的耐高温性能。
本发明胶管在耐低温条件测试后，胶管的拉伸强度效果仅可减少5.2％，压缩永久形变效率仅可减少4.3％；本发明胶管具有优异的耐低温性能。
本发明胶管在耐油效果的条件测试后，胶管的拉伸强度效果仅可减少6.3％，压缩永久形变效率仅可减少5.5％；本发明胶管具有优异的耐油效果的性能。
本发明使用改性复合无机粉使得胶管的拉伸强度、撕裂强度和压缩永久形变均发生显著的增加，且胶管的耐温和耐油性能呈现增加的趋势；主要原因在于本发明改性复合无机粉采用有机改性，增加无机粉与体系的相容性，使得胶管的整体性能均提高。
本发明采用蛭石粉和埃洛石粉体系复配具有协同增效的效果，两者无机粉优势互补，能一定程度上增加胶管的机械性能和耐温性能。
本发明采用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷共同改性复合无机粉具有显著的增效作用，两者产生复配效果，增加了胶管的综合性能。
本发明采用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷在质量比为1：(2-3)范围内能使得胶管具有更好的效果。
本发明50-85％乙醇水溶液更适合本发明胶管制备体系，能更好的赋予产品优异的机械性能和耐温、耐油效果。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本发明测试部分的原料为：木质素选自商品化的来源于(阿尔法)郑州阿尔法化工有限公司的木质素；聚乳酸来自商品化的美国NATUREWORKS 4032D聚乳酸；氧化锌的粒径为0.5-10微米；聚碳酸酯来自东莞东硕塑胶原料有限公司的商品PC 143R-111；生物基聚乙烯来自上海胜翔国际贸易有限公司的生物基聚乙烯HDPE系列的型号为SHA7260；聚丙烯来来源于昆山金凯沃塑胶有限公司的型号为K8003的聚丙烯商品。本发明测试组中制备原料的聚碳酸酯、生物基聚乙烯、聚丙烯分别进行粉碎和筛分预处理以0.01-5微米粒径粉末进行入料以制备胶管。
测试组1：
一种耐高温且耐低温的生物基热熔胶管，以质量份计，制备原料为：30份聚碳酸酯、28份生物基聚乙烯、10份聚丙烯、10份改性复合无机粉、1.5份聚二甲基硅氧烷PMX200、8份炭黑N800、4份木质素、2份聚乳酸、2份聚乙烯蜡、8份促进剂M、10份促进剂DM、3份硬脂酸、1.5份氧化锌、2份癸二酸二辛酯；
所述改性复合无机粉制备方法：(1)、将粒径均为0.1-10微米且质量比为1：0.8蛭石粉和埃洛石粉混合得到混合无机粉；(2)、加入质量浓度为85％乙醇水溶液、季铵盐氯化双十烷基二甲基铵和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9在1000转/分转速下搅拌4小时进行搅拌均匀；(3)、然后添加由质量比为1：2.5的N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷组成的复合硅烷偶联剂，继续在1000转/分转速下搅拌，并升温78℃，进行反应8小时；(4)、减压蒸馏后在110℃条件下干燥至含水量为7.6％，制备得到改性复合无机粉；
其中，混合无机粉、85％乙醇水溶液、季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、复合硅烷偶联剂的质量比为1：15：0.15：0.1：0.2；
所述耐高温且耐低温的生物基热熔胶管的制备方法：(1)、按所述重量份称取原料；(2)、将聚碳酸酯、生物基聚乙烯、聚丙烯、改性复合无机粉、硅酮、炭黑、木质素、聚乳酸、聚乙烯蜡、氧化锌混合后，送入混炼机中，在60℃下进行塑炼，得到塑炼胶；(3)、在塑炼胶中加入促进剂M、促进剂DM、硬脂酸、癸二酸二辛酯，混炼得到中间料；(4)、将所述中间料经挤出机挤出，并经加热至190℃炼制、成型、硫化，制备得到所述胶管。
测试组2：
一种耐高温且耐低温的生物基热熔胶管，以质量份计，制备原料为：26份聚碳酸酯、33份生物基聚乙烯、10份聚丙烯、9份改性复合无机粉、2份聚二甲基硅氧烷PMX200、8.5份炭黑N800、3.5份木质素、2.5份聚乳酸、1.8份聚乙烯蜡、8.5份促进剂M、10.2份促进剂DM、2.8份硬脂酸、1.2份氧化锌、2.1份癸二酸二辛酯；
所述改性复合无机粉制备方法：(1)、将粒径均为0.1-10微米且质量比为1：0.75蛭石粉和埃洛石粉混合得到混合无机粉；(2)、加入质量浓度为80％乙醇水溶液、季铵盐氯化双十烷基二甲基铵和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9在1000转/分转速下搅拌4.2小时进行搅拌均匀；(3)、然后添加由质量比为1：2.2的N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷组成的复合硅烷偶联剂，继续在1000转/分转速下搅拌，并升温77℃，进行反应8.5小时；(4)、减压蒸馏后在109℃条件下干燥至含水量为7.2％，制备得到改性复合无机粉；
其中，混合无机粉、80％乙醇水溶液、季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、复合硅烷偶联剂的质量比为1：18：0.13：0.12：0.25；
所述耐高温且耐低温的生物基热熔胶管的制备方法：(1)、按所述重量份称取原料；(2)、将聚碳酸酯、生物基聚乙烯、聚丙烯、改性复合无机粉、硅酮、炭黑、木质素、聚乳酸、聚乙烯蜡、氧化锌混合后，送入混炼机中，在60℃下进行塑炼，得到塑炼胶；(3)、在塑炼胶中加入促进剂M、促进剂DM、硬脂酸、癸二酸二辛酯，混炼得到中间料；(4)、将所述中间料经挤出机挤出，并经加热至190℃炼制、成型、硫化，制备得到所述胶管。
测试组3：与测试组1的区别仅在于：不使用改性复合无机粉，且炭黑N800的用量增加至18份。
测试组4：与测试组1的区别仅在于：混合无机粉中不含有蛭石粉，且埃洛石粉用量与测试组1的混合无机粉用量相同。
测试组5：与测试组1的区别仅在于：混合无机粉中不含有埃洛石粉，且蛭石粉用量与测试组1的混合无机粉用量相同。
测试组6：与测试组1的区别仅在于：复合硅烷偶联剂中不含有N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，且3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷用量与测试组1的复合硅烷偶联剂用量相同。
测试组7：与测试组1的区别仅在于：复合硅烷偶联剂中不含有3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷，且N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷用量与测试组1的复合硅烷偶联剂用量相同。
测试组8：与测试组1的区别仅在于：N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷质量比为1：0.8。
测试组9：与测试组1的区别仅在于：N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷质量比为1：5。
测试组10：与测试组1的区别仅在于：乙醇水溶液质量浓度为95％。
性能测试：
耐高温性能测试是将测试组胶管置于160℃温度环境中5天后进行强度、压缩永久形变性的性能测试，得到耐高温强度、耐高温永久形变。
耐低温性能测试是将测试组胶管置于-50℃温度环境中5天后进行强度、压缩永久形变性的性能测试，得到耐低温强度、耐低温永久形变。
耐油性能测试是将测试组胶管置于5号柴油中5天后进行强度、压缩永久形变性的性能测试，得到耐油性强度、耐油性永久形变。
拉伸强度、撕裂强度根据国标GB/T1040-92进行测试，拉伸速率为500mm/min，测试温度为20℃；按照GB/T7759-1996的测试方法进行测试压缩永久形变性，测试温度为150±2℃，测试时间为72h，压缩率为25％；试样的有效部分长度为25mm，宽度为6mm；对于每组试样，进行5个平行实验，结果取平均值。
本发明使用耐高温、耐低温、耐油性的拉伸强度的变化率和压缩永久形变的变化率对胶管的耐高温、耐低温和耐油性能进行直观的表征。
其中，耐高温的拉伸强度的变化率＝100％*(耐高温测试前的胶管的拉伸强度-耐高温测试后的胶管的拉伸强度)/耐高温测试前的胶管的拉伸强度；耐高温压缩永久形变的变化率＝100％*(耐高温测试前的胶管的压缩永久形变-耐高温测试后的胶管的压缩永久形变)
*100％/耐高温测试前的胶管的压缩永久形变。同理，可以使用相同的计算方式计算耐低温、耐油性的拉伸强度的变化率和压缩永久形变的变化率。
本发明测试组胶管的机械性能以及耐高温、耐低温和耐油性的强度的变化率和压缩永久形变的变化率结果见表1-表4。
表1：测试组的胶管的机械性能测试
表2：测试组的胶管的耐高温性能测试
表3：测试组的胶管的耐低温性能测试
表4：测试组的胶管的耐油性能测试
通过表1内容可知，本发明耐高温且耐低温的生物基热熔胶管拉伸强度高达40.1MPa，撕裂强度为36.2KN*N-1，压缩永久形变低至11.5％；本发明耐高温且耐低温的生物基热熔胶管具有优异的强度和压缩形变率的机械性能。
通过表2的内容可知，本发明耐高温条件测试后，胶管的拉伸强度效果仅减少4.0％，压缩永久形变效率仅减少3.4％；本发明胶管具有优异的耐高温性能。
通过表3的内容可知，本发明耐低温条件测试后，胶管的拉伸强度效果仅减少5.2％，压缩永久形变效率仅减少4.3％；本发明胶管具有优异的耐低温性能。
通过表4的内容可知，本发明耐油效果的条件测试后，胶管的拉伸强度效果仅减少6.3％，压缩永久形变效率仅减少5.5％；本发明胶管具有优异的耐油效果的性能。
通过表1-4测试结果可知，本发明测试组3相较于测试组1不使用改性复合无机粉且炭黑N800的用量增加至18份后，胶管的拉伸强度、撕裂强度和压缩永久形变均发生显著的降低，且胶管的耐温和耐油性能降低；主要原因在于本发明改性复合无机粉采用有机改性，增加无机粉与体系的相容性，使得胶管的整体性能均提高。
通过表1-4测试结果可知，本发明测试组4-5的效果均相较于测试组1更差，说明本发明采用蛭石粉和埃洛石粉体系复配具有协同增效的效果，两者无机粉优势互补，能一定程度上增加胶管的机械性能和耐温性能。
通过表1-4测试结果可知，本发明测试组6-7的效果均相较于测试组1更差，说明本发明采用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷共同改性复合无机粉具有显著的增效作用，两者产生复配效果，增加了胶管的综合性能。
通过表1-4测试结果可知，本发明测试组8-9的效果均相较于测试组1更差，说明本发明采用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷在质量比为1：(2-3)范围内能使得胶管具有更好的效果。
同时，通过测试结果可知，本发明50-85％乙醇水溶液更适合本发明胶管制备体系，能更好的赋予产品优异的机械性能和耐温、耐油效果。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
Claims (10)
1.一种耐高温且耐低温的生物基热熔胶管，其特征在于，所述胶管的制备原料包括如下质量份物质：24-37份聚碳酸酯、25-35份生物基聚乙烯、5-15份聚丙烯、8-14份改性复合无机粉、1-2份聚二甲基硅氧烷、5-12份炭黑、3-5份木质素、1-3份聚乳酸、1-3份聚乙烯蜡、5-10份促进剂M、5-12份促进剂DM、2-4份硬脂酸、1-2份氧化锌、1-4份癸二酸二辛酯；
其中，所述改性复合无机粉制备方法包括：将蛭石粉和埃洛石粉混合得到混合无机粉；加入乙醇水溶液、季铵盐和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌均匀；然后添加复合硅烷偶联剂，升温反应；减压蒸馏、干燥制备得到；
所述蛭石粉和埃洛石粉的质量比为1：(0.6-0.9)；
所述复合硅烷偶联剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷的复合物。
2.根据权利要求1所述胶管，其特征在于，所述所述蛭石粉和埃洛石粉的质量比为1：(0.65-0.9)。
3.根据权利要求1所述胶管，其特征在于，所述改性复合无机粉为8.5-13.5份。
4.根据权利要求1所述胶管，其特征在于，所述蛭石粉和埃洛石粉的粒径均为0.05-50微米。
5.根据权利要求1所述胶管，其特征在于，所述N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷质量比为1：(2-3)。
6.根据权利要求1所述胶管，其特征在于，所述乙醇水溶液为质量分数为50-85％乙醇水溶液。
7.根据权利要求1所述胶管，其特征在于，所述升温温度为72-85℃。
8.根据权利要求1所述胶管，其特征在于，所述反应时间为6-10小时。
9.根据权利要求1-8任意一项所述耐高温且耐低温的生物基热熔胶管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、按所述重量份称取原料；
(2)、将聚碳酸酯、生物基聚乙烯、聚丙烯、改性复合无机粉、聚二甲基硅氧烷、炭黑、木质素、聚乳酸、聚乙烯蜡、氧化锌混合后，送入混炼机中，进行塑炼，得到塑炼胶；
(3)、在塑炼胶中加入促进剂M、促进剂DM、硬脂酸、癸二酸二辛酯，混炼得到中间料；
(4)、将所述中间料经挤出机挤出，并经加热炼制、成型、硫化，制备得到所述胶管。
10.根据权利要求9所述耐高温且耐低温的生物基热熔胶管的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中加热炼制的加热温度为150-200℃。
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