[发明专利]一种疏水阻氧聚乙烯复合管材及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种疏水阻氧聚乙烯复合管材及其制备方法。本发明提供的复合管材包括：聚乙烯内管层、粘接层、阻氧层和疏水层；其中，所述粘接层的成分包括：线性低密度聚乙烯、聚乙烯醇、乙烯‑α‑烯烃弹性体、改性剂和交联剂；所述阻氧层的成分为乙烯‑乙烯醇共聚物；所述疏水层的成分包括：乙烯‑乙烯醇共聚物和偶联剂改性无机纳米粒子。本发明通过对管材的复合层结构和其中的粘接层、疏水层材料进行优化设计，达到了提高复合管材阻氧性能、疏水性能和剥离强度的目的，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种疏水阻氧聚乙烯复合管材及其制备方法。

背景技术

近年来，地暖在我国北方地区开始逐步得到认可，并且发展势头较猛，尤其是近一两年，不管是管材的生产厂家还是地暖施工单位数量都有很高的增长速度。传统的塑料管材大多以聚氯乙烯、聚丙烯和聚乙烯等为主要原料，由于使用环境的不同，传统单一的塑料管材已无法满足人们的使用需求。

在一些无氧或需氧含量要求极低的工作场合，例如燃气系统及采暖系统地热与壁挂炉，需要用到耐热阻氧管。但是目前市面上常见的耐热管材为聚丙烯管，由聚丙烯共聚物制成，并不具有阻氧功能，且不适合长期高温热水的散热器采暖使用；温度较高的状态下管材承压能力会更低，容易应力开裂，外界氧气易渗入；生产方面挤出控制不容易，加工范围窄，质量控制较难。因此塑料管材耐热阻氧性能好坏直接关系到管材的应用性能。故必须采用阻氧技术，抑制微生物的繁殖，从而有效保证管道的使用安全。

乙烯-乙烯醇共聚物是一种对气体具有优异阻隔性能的材料，因此将乙烯-乙烯醇共聚物作为阻氧层与传统塑料管材复合，可以明显改善传统塑料管材的阻氧性能。但是，由于乙烯醇基的分子结构中存在着羟基，导致乙烯-乙烯醇共聚物具有亲水性和吸湿性，可吸附外部环境湿气，从而导致阻氧性能变差。此外，复合管材的阻氧层与基材层之间通常还需要设置粘接层以提高层与层之间的粘接强度，目前采用较为普遍的粘接层材料为热熔胶，但热熔胶存在着粘接强度低、使用寿命短等缺点，导致复合管材在使用过程中易产生脱层现象。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种疏水阻氧聚乙烯复合管材及其制备方法，本发明提供的聚乙烯复合管材具有优异的阻氧性能与疏水性能，且管材中的粘接层剥离强度高。

本发明提供了一种疏水阻氧聚乙烯复合管材，包括：聚乙烯内管层，包覆在所述聚乙烯内管层外表面的粘接层，包覆在所述粘接层外表面的阻氧层，和包覆在所述阻氧层外表面的疏水层；

所述粘接层的成分包括：线性低密度聚乙烯、聚乙烯醇、乙烯-α-烯烃弹性体、改性剂和交联剂；所述改性剂为马来酸酐、丁二酸酐和苯酐中的一种或多种；所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物和2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷中的一种或多种；

所述阻氧层的成分为乙烯-乙烯醇共聚物；

所述疏水层的成分包括：乙烯-乙烯醇共聚物和偶联剂改性无机纳米粒子；所述偶联剂改性无机纳米粒子中的无机纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米碳酸钙、纳米钙钛矿和纳米二氧化钛中的一种或多种，偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、全氟辛基三乙氧基硅烷和十七氟葵基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

优选的，所述聚乙烯内管层的聚乙烯重均分子量为10万～40万。

优选的，所述线性低密度聚乙烯的重均分子量为5万～10万；所述聚乙烯醇的的重均分子量为10万～20万；所述聚乙烯醇的醇解度为78～100％；所述的乙烯-α-烯烃弹性体为乙烯-1辛烯无规共聚物和/或乙烯-1丁烯无规共聚物；所述乙烯-α-烯烃弹性体的重均分子量为14万～19万。