[发明专利]一种化学污水排放用石墨烯改性PP塑料管及制备方法

说明书

本发明提供了一种化学污水排放用石墨烯改性PP塑料管及制备方法。将聚乙烯吡咯烷酮、氧化石墨烯水分散液、还原剂混合，制得亲水性石墨烯；将聚丙烯与乙烯‑丙烯酸共聚物熔融共混制得亲水改性聚丙烯；将改性石墨烯与亲水改性聚丙烯加入水中，湿法球磨后加入抗氧剂、分散剂，制得共混母粒，最后与聚丙烯树脂混合挤出成型，即得石墨烯改性的聚丙烯复合塑料管材。该方法通过将该性石墨烯与亲水改性聚丙烯在水中研磨均匀制备母料,在与聚丙烯基体共混挤出制得管材后，石墨烯在聚丙烯基体中的分散性好，无团聚现象，制得的改性PP管材具有优异的耐化学腐蚀性能，并且力学性能好，作为化学污水排放管时使用寿命长。

技术领域

本发明涉及污水排放领域，具体涉及排放管道的制备，特别是涉及一种化学污水排放用石墨烯改性PP塑料管及制备方法。

背景技术

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。其中， PP管耐腐蚀性好，具有较好的强度、较高的表面硬度、表面光洁度，具有一定的耐高温性能，可热溶焊接、法兰螺纹连接，可广泛用于化学污水、海水、油和灌溉的管道，也可用于室内混凝土地坪作采暖系统加热管。

在污水工程中，管道工程投资在工程总投资中占有很大比例。污水管道属于城市地下永久性隐蔽工程设施，要求具有很高的安全可靠性。排水管必须具有足够的强度，以承受外部的载荷和内部水压，必须能抵抗污水中的杂质冲刷和磨刷，也应具有抗腐蚀功能，尤其是对于某些有腐蚀性的化学污水。PP管在污水工程中具有极为优异的应用，近年来，通过添加无机填料改性PP管材的技术越发成熟，其中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。

中国发明专利申请号201710674097.8公开了一种石墨烯管材，将聚四氟乙烯加入至100倍重量份数醋酸溶液中，将二者搅拌均匀后加入50重量份数的石墨烯粉体，将混合物高速搅拌后超声分散制得改性石墨烯分散液；再将该改性石墨烯分散液干燥并球墨后制得改性石墨烯粉体；将改性石墨烯粉体，加入到200重量份数的聚丙烯树脂中，再加入1%重量份数的亚磷酸脂抗氧剂和1％重量份数的脂肪酸分散剂，混合分散后再挤出造粒制得改性石墨烯粉体；将改性石墨烯粉体同50重量份数的聚丙烯树脂搅拌均匀后，挤出成型制得石墨烯管材。

中国发明专利申请号201610545817.6公开了一种非开挖增强聚丙烯复合材料管材的制备方法，主要将氢氧化镧配成2%水溶液，然后在其中加入一定量的硬脂酸，超声乳化，然后再加入石墨烯微片，超声作用20分钟。硬脂酸镧∶硬脂酸∶石墨烯微片三者比例为0.5∶1∶100，干燥得到经活性石墨烯微片。将1~3%的活性石墨烯微片与聚丙烯经双螺杆挤出机熔融、混炼、造粒、干燥，然后上述干燥粒料在聚丙烯管材挤出机组中挤出管材。

中国发明专利申请号201710713906.1公开了一种改性白石墨烯复合聚丙烯管材，该管材其原料组成按重量份配比为100份聚丙烯树脂、0.1~10份改性白石墨烯、0.05~1份抗氧剂、0.05~1份分散剂。还公开了该管材的制备方法，具体包括改性白石墨烯的制备、改性白石墨烯与聚丙烯树脂的共混、改性白石墨烯聚丙烯母粒的制备、挤出成型。

中国发明专利申请号201410190682.7公开了一种用石墨烯改性的聚丙烯复合管材的制备方法，其步骤包括：（1）改性石墨烯粉体的制备；（2）改性石墨烯粉体/聚丙烯共混母粒的制备；（3）用石墨烯改性的聚丙烯复合管材的制备。

根据上述，现有方案中用于PP管材添加石墨烯进行改性的方法，石墨烯纳米片在聚合物中的随机分散，分散性差，无法达到良好的铺展效果，因而无法实现良好的抗腐蚀效果。鉴于此，本发明提出了一种化学污水排放用石墨烯改性PP塑料管及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容