[发明专利]一种聚合物合金阻氧材料、其制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物合金材料、其制备方法及其用途，特别涉及一种聚合物合金阻氧材料、其制备方法及其用途。

背景技术

绝大多数塑料管的透氧率都比较高，带来的弊端是氧气会穿过管壁渗入并溶解到管中输送的介质中，介质中氧的存在会对系统中的金属管道、金属设备等加速氧化腐蚀，增加系统的安全隐患，缩短系统的使用寿命，会污染被输送介质，并且为介质中微生物提供孳生条件等。介质温度越高，这一弊端越为严重，因此对用于热水系统中的塑料管材的透氧率D1N4761、CJ/T175-2002等标准中都做出了明确规定。

为降低塑料管的透氧率，通常的做法是在塑料管材外壁包复一层对氧阻隔性能好的材料做阻氧层，金属材料是常用的阻氧材料，铝塑复合管就是一种典型的以金属铝箔做阻氧材料的阻氧塑料管。铝箔性脆，对于希望或需要弯曲施工的管道系统，其广泛应用受到限制。因此，常用阻氧塑料管主要为管壁外包复EVOH树脂阻隔层的阻氧塑料管。铝箔和EVOH与被包复的管材相容性不好，管外壁与阻氧层之间还必须靠粘胶剂粘合。因此这种阻氧塑料管的结构至少是三层结构，从外层到里层分别为EVOH(或铝箔)阻氧层/粘胶剂层/塑料管材层。

一般冷热水系统用塑料管材多为聚烯烃(PO)管材，包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及它们的共聚物，如PEXa管、PEXb管、PEXc管、PERT管、PB一1管、PBR管、PPH管、PPB管、PPR管、PPRCT管等。它们的设计使用寿命一般为50年，铝箔耐腐蚀性差，使用寿命很短，对曝露的铝箔必须加以保护，所以三层结构的铝塑复合管并不存在，。EVOH的耐水性能不好，透氧率受环境湿度影响很大，并且EVOH强度不高，包复层又很薄，抗磨损能力较弱，一旦受到刮擦，破损处将完全失去阻氧能力，为此，人们发明了五层结构阻氧塑料管，其结构从外层到里层为PO树脂保护层/粘胶剂层/EVOH(或铝箔)阻氧层/粘胶剂层/塑料管材层。

目前市场上常见的阻氧塑料管，几乎全部为冷热水系统用塑料管，如复合EVOH的三层结构的PEX管、PERT管，复合EVOH的五层结构的PB-1管、PEXa管，及铝塑复合管等。三层结构阻氧塑料管之阻氧层得不到保护，五层结构阻氧塑料管结构复杂，两者制造成本均较高，普及应用受到限制，只在一些高端应用场合少量应用。因此，开发结构简单，成本低廉，阻氧性能优秀的新型阻氧塑料管势在必行，研发新型阻氧材料首当其冲。

常用高阻隔树脂及其阻隔性能顺序为：PVAc＞EVOH＞PVDc。PVDc加工困难，用量越来越少了；PVAc为水溶性聚合物，加工和应用困难，近年改性PVAc取得突破，且价格低廉，用量越来越大；EVOH加工性能好，用量最大，但其耐水性能差，必须将其置于防水夹层中应用。LCP(液晶树脂)的阻隔性能高于PVAc，是EVOH的数倍，但因其加工温度高达300℃以上，且其密度大，价格昂贵，极少用其做阻隔材料。LCP的主要性能十分优秀：(1)高强度、高模量、优良的摩擦性、优良的磨耗性，蠕变性可忽略不计；(2)突出的耐热性，其热变形温度高达300℃以上，有的牌号LCP可在-50℃～240℃下连续使用，仍有优良的冲击韧性和尺寸稳定性；(3)极佳的阻燃性，LCP对火焰具有自熄性；(4)极小的线胀系数，很高的尺寸稳定性和尺寸精度；(5)耐候性、耐辐射性好，对微波透明；(6)优良的电性能；(7)突出的耐化学腐蚀性；(8)优良的成型加工性；(9)LCP的阻氧性几乎是合成树脂中最高的，约为EVOH的2倍～10倍，在环境湿度较高时，其优势尤为突出，在相同的阻氧性能条件(相对湿度90％)下，LCP的厚度仅为EVOH的1/10左右即可，即使是相对湿度达到100％，其阻氧性仍保持不变。