[发明专利]纳米改性增强增韧抗菌无规共聚聚丙烯专用料及其制备方法

说明书

本发明公开了纳米改性增强增韧抗菌无规共聚聚丙烯专用料及其制备方法。该制备方法先制备环保纳米化聚磷酸铵包覆改性阻燃剂，并制备离子掺杂氧化锌纳米晶粉增强增韧抗菌母料，然后将无规共聚聚丙烯、环保纳米化聚磷酸铵包覆改性阻燃剂、抗氧剂、离子掺杂氧化锌纳米晶粉增强增韧抗菌母料、色母料在高速混合机上混合均匀，放入塑料密炼机密炼，下料后用开炼机混炼出片，再由挤出机挤出、冷却、造粒。本发明专用料的拉伸断裂强度比纯料的拉伸断裂强度增加10‑22％，断裂伸长率增加40‑180％，22℃温度下冲击强度增加2‑12％；抗菌率为99.3‑99.9％，阻燃性能达到UL‑94标准的V‑0级。

技术领域

本发明涉及聚丙烯专用料，特别涉及一种纳米改性无规聚丙烯管材专用料及其制备方法。更具体地指一种具有高增强、高韧性、阻燃性和抗菌性的多功能纳米改性增强增韧抗菌的无规共聚聚丙烯(英文简写为PPR或PP-R)专用材料，适用于生产PPR管材；属于塑料材料技术领域。

背景技术

乙烯丙烯无规共聚聚丙烯(PPR)是聚丙烯的一种，是丙烯和少量乙烯在一定温度、压力和催化剂的作用下共聚得到的。主要用作水管材料，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于用于建筑物的冷热水系统，包括集中供热系统；建筑物内的采暖系统、包括地板、壁板及辐射采暖系统；可直接饮用的纯净水供水系统等场合，近年来在管道应用等方面取得了突飞猛进的发展。但PPR管材自身存在着缺点，主要有耐高温性，耐压性较差，长期工作温度不能超过70℃，特别PPR塑料水管使用一段时间后，管内壁二次污染严重，容易引起细菌在给水管内表面的滋生，形成一些类似粘膜样的物质，衍生严重时还会形成大量的水垢杂质，成为人类健康杀手和潜在的生命威胁。当环境温度较低时(低于5℃)，PPR管材韧性降低，缺口冲击强度不高，特别是低温时冲击性能等方面还达不到要求，表现为脆性，当管材受到外力的冲击或者重压时，会出现直线开裂现象，并且开裂情况是由内管壁开始，向外管壁延伸，管材受到某一个点的作用力造成的开裂后，在很短时间内，这种开裂会沿着管材的轴线方向快速增长，形成快速裂纹增长，容易造成管道的爆裂。而且PPR管属于非阻燃材料，遇火容易燃烧，因此，为了改善并提高PPR的性能，拓宽其应用领域，必须对其进行改性，研制一种高增强，耐低温韧性好，抗开裂性好，阻燃，同时又能杀灭有害细菌的PPR管材专用料，是给水管材制造领域里的一个重要方向。

中国发明专利CN 103421247 A公开了无规共聚聚丙烯复合材料、纳米抗菌管及其制备方法，无规共聚聚丙烯复合材料的原料包括下述组分：无规共聚聚丙烯(PPR)管材料、纳米银与SiO₂组成的复合抗菌剂和β成核剂；无规共聚聚丙烯复合材料的制备方法：将上述原料组合物混合，熔融塑化，造粒即可。该发明中通过添加纳米银及SiO₂组成的复合抗菌剂降低了传统纳米银抗菌剂的使用量，从而大大降低了生产成本。而且通过β成核剂的添加大大增加了各种组分的融合性，在提高管材抗菌性能的同时也提高了管材的韧性和抗冲击度。

中国发明专利申请CN 106317640 A专利公开了一种纳米抗菌管的制备方法，该纳米抗菌管由下列重量份的原料组成：纳米二氧化硅抗菌剂，无规共聚聚丙烯，色粉，抗氧剂，硅烷偶联剂。制备方法包括以下步骤：A、将纳米二氧化硅抗菌剂经硅烷偶联剂表面处理后，与无规共聚聚丙烯、色粉、抗氧剂放入高效搅拌机搅拌，通过双螺杆挤出机造粒；B、将制得的粒料通过单螺杆挤出机熔化挤出成型，冷却定型后即得本纳米抗菌管。该发明在原料中加入纳米二氧化硅抗菌剂，制得的纳米二氧化硅抗菌剂，能消除水中常见的细菌，防止细菌滋生，保证水质清洁卫生。

中国发明专利CN 101148530A公开了一种多功能改性无规聚丙烯管材专用料及其制备方法，该专用料由无规共聚聚丙烯、环保阻燃剂、无机填料预分散母料、抗冲击改性剂、抗氧剂、复合抗菌母料和分散剂组成，该发明制备的管材专用料具有阻燃抗菌功能，同时解决了无规共聚聚丙烯收缩大、低温冲击性能差的问题，具有更高的耐热性能和极好的机械性能，并具有优异的热稳定性，具有良好的抗收缩性和低温抗击性。