[发明专利]一种聚氯乙烯管道内衬用石墨烯改性塑料膜及制备方法

说明书

本发明属于塑料膜制备的技术领域，提供了一种聚氯乙烯管道内衬用石墨烯改性塑料膜及制备方法。该方法通过制备石墨烯/耐腐蚀树脂悬浮液，然后将耐腐蚀无纺布浸入悬浮液中沉积耐腐蚀树脂和石墨烯，再利用高温铜板接触压制粘结，制得石墨烯改性耐腐蚀薄膜。与传统方法相比，本发明制备的石墨烯改性塑料膜，有效避免了石墨烯易团聚、难分散的缺陷，提高了石墨烯的改性效果，使用时可降该薄膜粘贴在管道内壁，具有优异的耐腐蚀效果，整个制备过程简单，成本较低，应用前景好。

技术领域

本发明属于塑料膜制备的技术领域，提供了一种聚氯乙烯管道内衬用石墨烯改性塑料膜及制备方法。

背景技术

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。随着高分子时代的到来，功能高分子材料占有举足轻重的地位，由于其原料丰富、种类繁多，发展十分迅速，已成为新技术革命必小可少的关键材料。近年来，功能高分子材料占有举足轻重的地位，由于其原料丰富、种类繁多，发展十分迅速，已成为新技术革命必小可少的关键材料。

在高分子材料中，高分子材料管材与传统金属管道相比，具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，受到了管道工程界的青睐并占据了相当重要的位置，形成一种势不可当的发展趋势。

在高分子管材中，最常见的为聚氯乙烯管，主要是由聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂等配合后用热压法挤压成型，是最早得到开发应用的塑料管材。目前约70%的聚氯乙烯管材用于排水/给水等建筑领域，但目前市场上的聚氯乙烯管材存在着耐腐蚀性差的缺点，长期输送耐腐蚀性介质时，容易腐蚀破损的现象，大大降低了其使用寿命，极大限制了聚氯乙烯管的使用。石墨烯是一种二维平面结构材料，不仅在电学、热学、力学性能方面表现优异，在耐腐蚀性能方面也倍受青睐。近年来，利用石墨烯添加改性高分子管材的技术广受关注。

目前国内外在聚氯乙烯管材制备技术，尤其是耐腐蚀聚氯乙烯管材方面已取得了一定成效。其中顾洪杰发明了一种石墨烯聚氯乙烯排水管及其制备方法（中国发明专利申请号201610005011.8），此发明高强度耐磨石墨烯聚氯乙烯排水管由硬质聚氯乙烯75%~80%、助剂20%~15%、碳酸钙3%~5%、石墨烯0.5%~1%制备而得；该发明制备过程经过混合加入偶联剂得到改性混合物B，最后将改性混合物B通过定量加料、熔融挤出、模具成型、冷却定型、牵引、喷印标识、定长切割，制得石墨烯聚氯乙烯排水管；该发明石墨烯聚氯乙烯排水管大大提高了原有的强度、耐磨度、耐温性、耐寒性、防腐性、防静电性、克服了聚氯乙烯管在低温下强度低易断或裂纹、降低了管道磨损率、避免管道内壁静电引起附着的沉积物，防止管道堵塞的可能性，极大的提高了管道使用寿命，对管道行业来说是创新型革命。另外，宋志勇发明了一种矿用抗静电阻燃聚氯乙烯管材及其制备方法（中国发明专利申请号201611183844.X），由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯74~88、蒙脱土32~46、季戊四醇双磷酸蜜胺盐8~16、氧化石墨烯18~30、硬脂酸异辛酯5~10、碱式碳酸镍3~7、溴化石蜡6~11、甘油锌2~4、硬脂酸镁1~2、氢氧化锆10~15、氯代甲氧基脂肪酸甲酯12~19、白硼钙石粉14~22；该发明采用碱式碳酸镍、氢氧化锆、白硼钙石粉组成的无机阻燃剂复配季戊四醇双磷酸蜜胺盐、溴化石蜡、聚氨丙基/苯基倍半硅氧烷微粉、氯代甲氧基脂肪酸甲酯组成的有机阻燃剂对聚氯乙烯管材进行阻燃改性，不仅可以显著提高材料的氧指数，还可以改善材料的机械强度、耐老化性和耐候性。

可见，现有技术中的利用石墨烯添加改性聚氯乙烯等高分子管材的方法，石墨烯在聚合物中的分散性差，无法达到良好的铺展效果，无法实现良好的抗腐蚀效果，同时石墨烯添加改性的技术手段较为繁琐，生产成本较高，影响了石墨烯增强高分子管材的发展应用。

发明内容

针对这种情况，我们提出一种聚氯乙烯管道内衬用石墨烯改性塑料膜及制备方法，显著提升了石墨烯在高分子管材中的分散性，并且具有优异的耐腐蚀效果。