一种耐老化管线材料及其制备方法与流程

1.本发明属于管材生产技术领域，具体涉及一种耐老化管线材料及其制备方法。


背景技术：

2.甘氨酸法是目前我国生产草甘膦最主要的方法，也是我公司目前生产草甘膦的工艺路线。首先以氯乙酸或氢氰酸等为原料合成甘氨酸，甘氨酸再与其他原料反应合成草甘膦。该工艺流程主要有合成、水解、结晶、离心干燥。由于草甘膦生产强酸高温工艺特殊性，特别是在水解、结晶阶段，对使用设备设施强腐蚀性特点，设备设施的损坏率故障率以及维修率都是居高不下，也是制约着草甘膦生产的持续性。
3.本厂生产草甘膦的工艺中，酸原料(盐酸、硫酸、亚磷酸等)和碱原料的运输管线大部分是pp/pph材质，在短时间使用过程中就会发生变形老化，跑冒滴漏严重现象严重，造成维修率高，维修成本增加。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种耐老化管线材料及其制备方法，以解决背景技术中的存在的普通pp/pph材质管线材料耐酸碱老化性能较差的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种耐老化管线材料，包括以下重量份原料：聚丙烯100份、高密度聚乙烯10-15份、玻璃纤维10-12份、耐腐蚀助剂3-5份、抗氧剂1-2份、色母粒1-2份。
7.进一步地，所述耐腐蚀助剂由以下步骤制得：
8.向二异氰酸酯中加入对甲苯磺酸，升温至55℃，再滴加含氟二元醇的丙酮溶液，滴加完全后，搅拌反应6h，得含氟组分，将环氧树脂在45℃下搅拌15-30mi n，然后在氮气保护下加入含氟组分，升温至80-85℃，搅拌反应6h，得耐腐蚀助剂。
9.进一步地，所述二异氰酸酯、对甲苯磺酸、含氟二元醇的质量比20-25：1-2：40-45。
10.进一步地，所述环氧树脂、含氟组分的质量比为100:15-25。
11.进一步地，所述含氟二元醇由以下步骤制得：
12.向反应釜中加入六氟正丁醇，通入氮气保护，反应釜搅拌升温至80℃，搅拌加入异佛尔酮二异氰酸酯和总量25％-30％的二乙醇胺，恒温80℃搅拌反应3h，再加入剩余的二乙醇胺，搅拌反应20mi n，在50℃、0.09mpa真空度条件下旋蒸，得含氟二元醇。
13.进一步地，所述六氟正丁醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二乙醇胺的摩尔比为1：1：1。
14.进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1790和抗氧剂1010中的一种。
15.进一步地，所述一种耐老化管线材料的制备方法，包括以下步骤：
16.按重量份称取各原料，在90℃条件下，将原料加入混炼机中进行热混，均匀混合后得到原料混合物a，再将原料混合物a通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，得母粒，母粒再通过注塑机注塑成型，冷却至室温后，得耐老化管线材料。
17.进一步地，所述热混的温度为100-120℃，热混中搅拌速率为1000r/mi n。
18.进一步地，所述双螺杆挤出机的挤出温度为185-240℃，其中，一区温度185-190℃，二区温度200-215℃，三区温度220-230℃，四区温度235-240℃，五区温度230-240℃，六区温度为225℃。
19.进一步地，所述注塑机的注塑温度为220-255℃，其中，一区温度220-230℃，二区温度230-240℃，三区温度245-255℃，四区温度为235-240℃。
20.本发明的有益效果：
21.本发明制备了耐腐蚀助剂，利用含氟聚氨酯预聚物对环氧树脂进行交联、接枝改性，利用了异氰酸酯基和羟基的反应，使得含氟聚氨酯链接入环氧树脂中，得耐腐蚀助剂，引入含氟链断，有助于提高管线材料的耐酸碱腐蚀老化性能，同时，含氟聚氨酯链中含有c-f键，c-f键高度极化，含氟聚合物具有较低的表面能，提高了最终制备的管线材料的耐酸碱腐蚀性能。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.制备含氟二元醇：
25.向反应釜中加入六氟正丁醇，通入氮气保护，反应釜搅拌升温至80℃，搅拌加入异佛尔酮二异氰酸酯和总量25％的二乙醇胺，恒温80℃搅拌反应3h，再加入剩余的二乙醇胺，搅拌反应20mi n，在50℃、0.09mpa真空度条件下旋蒸，得含氟二元醇，其中，六氟正丁醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二乙醇胺的摩尔比为1：1：1。
26.实施例2
27.制备含氟二元醇：
28.向反应釜中加入六氟正丁醇，通入氮气保护，反应釜搅拌升温至80℃，搅拌加入异佛尔酮二异氰酸酯和总量30％的二乙醇胺，恒温80℃搅拌反应3h，再加入剩余的二乙醇胺，搅拌反应20mi n，在50℃、0.09mpa真空度条件下旋蒸，得含氟二元醇，其中，六氟正丁醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二乙醇胺的摩尔比为1：1：1。
29.实施例3
30.制备耐腐蚀助剂：
31.向二异氰酸酯中加入对甲苯磺酸，升温至55℃，再滴加实施例1制备的含氟二元醇的丙酮溶液，滴加完全后，搅拌反应6h，得含氟组分，将环氧树脂在45℃下搅拌15mi n，然后在氮气保护下加入含氟组分，升温至80℃，搅拌反应6h，得耐腐蚀助剂，其中，二异氰酸酯、对甲苯磺酸、含氟二元醇的质量比20：1：40；环氧树脂、含氟组分的质量比为100:15。
32.实施例4
33.制备耐腐蚀助剂：
34.向二异氰酸酯中加入对甲苯磺酸，升温至55℃，再滴加实施例2制备的含氟二元醇的丙酮溶液，滴加完全后，搅拌反应6h，得含氟组分，将环氧树脂在45℃下搅拌30mi n，然后
在氮气保护下加入含氟组分，升温至85℃，搅拌反应6h，得耐腐蚀助剂，其中，二异氰酸酯、对甲苯磺酸、含氟二元醇的质量比25：2：45；环氧树脂、含氟组分的质量比为100:25。
35.实施例5
36.制备耐老化管线材料：
37.原料组成：耐老化管线材料，包括以下重量份原料：聚丙烯100份、高密度聚乙烯10份、玻璃纤维10份、实施例3制备的耐腐蚀助剂3份、抗氧剂(抗氧剂1790)1份、色母粒1份。
38.按重量份称取各原料，在90℃条件下，将原料加入混炼机中进行热混，其中，热混的温度为100℃，热混中搅拌速率为1000r/mi n，均匀混合后得到原料混合物a，再将原料混合物a通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，其中，挤出机的各区段温度设置中，一区温度185℃，二区温度200℃，三区温度220℃，四区温度235℃，五区温度230℃，六区温度为225℃，得母粒，母粒再通过注塑机注塑成型，其中，注塑机的各区段温度设置中，一区温度220℃，二区温度230℃，三区温度245℃，四区温度为235℃，冷却至室温后，得耐老化管线材料。
39.实施例6
40.制备耐老化管线材料：
41.原料组成：耐老化管线材料，包括以下重量份原料：聚丙烯100份、高密度聚乙烯15份、玻璃纤维12份、实施例4制备的耐腐蚀助剂5份、抗氧剂(抗氧剂1010)2份、色母粒2份。
42.按重量份称取各原料，在90℃条件下，将原料加入混炼机中进行热混，其中，热混的温度为120℃，热混中搅拌速率为1000r/mi n，均匀混合后得到原料混合物a，再将原料混合物a通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，其中，挤出机的各区段温度设置中，一区温度190℃，二区温度215℃，三区温度230℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度为225℃，得母粒，母粒再通过注塑机注塑成型，其中，注塑机的各区段温度设置中，一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度255℃，四区温度为240℃，冷却至室温后，得耐老化管线材料。
43.对比例1：
44.将实施例5中的耐腐蚀助剂去除，其余原料及管线材料的制备过程不变，经双螺杆挤出机挤出造粒后得母粒，然后再经注塑机注塑得管线材料。
45.对比例2：
46.华科牌聚丙烯管材母粒。
47.对实施例3-实施例4和对比例1-对比例3中的母粒进行性能测试，测试过程及标准如下，测试结果如表1所示：
48.制样：母粒经注射机注射制成测试样条。
49.性能测试：
50.耐酸腐蚀性能选用标准gb/t11547-2008：选用浓硫酸(98％)和浓naoh(40％)作为测试介质，测试设定温度选用23
±
2℃，测试周期为7d，每组试验为3-5块，测试介质用量为12ml/cm2，测试样条应该完全浸泡在测试介质中，并且每24小时搅动一次测试介质，测试结束后，测试样条用蒸馏水冲洗后，再用滤纸擦拭，最后对测试样条进行失重率(％)计算；
51.p(％)＝(m
0-m)/m0*100；
52.p为失重率；
53.m0为测试样条初始质量；
54.m为测试样条在介质中浸泡后的质量；
55.拉伸强度测试选用标准gb/t1040-1992，其中，拉伸速率控制为50mm/mi n，原始标距为100mm；
56.弯曲强度测试选用标准gb/t9341-2000，其中，跨度控制为60mm，速率为2mm/mi n；
57.冲击性能测试选用标准gb/1043-1993，其中，支撑线间距为60mm。
58.表1
[0059][0060]
由表1可以看出，本发明制备的母粒具有优异的耐酸碱老化性能和优秀的力学性能。
[0061]
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0062]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种耐老化管线材料，其特征在于，包括以下重量份原料：聚丙烯100份、高密度聚乙烯10-15份、玻璃纤维10-12份、耐腐蚀助剂3-5份、抗氧剂1-2份、色母粒1-2份；所述耐腐蚀助剂由以下步骤制得：向二异氰酸酯中加入对甲苯磺酸，升温至55℃，再滴加含氟二元醇的丙酮溶液，滴加完全后，搅拌反应6h，得含氟组分，将环氧树脂在45℃下搅拌15-30min，然后在氮气保护下加入含氟组分，升温至80-85℃，搅拌反应6h，得耐腐蚀助剂。2.根据权利要求1所述的一种耐老化管线材料，其特征在于，所述二异氰酸酯、对甲苯磺酸、含氟二元醇的质量比20-25：1-2：40-45。3.根据权利要求1所述的一种耐老化管线材料，其特征在于，所述环氧树脂、含氟组分的质量比为100:15-25。4.根据权利要求1所述的一种耐老化管线材料，其特征在于，所述含氟二元醇由以下步骤制得：向反应釜中加入六氟正丁醇，通入氮气保护，反应釜搅拌升温至80℃，搅拌加入异佛尔酮二异氰酸酯和总量25％-30％的二乙醇胺，恒温80℃搅拌反应3h，再加入剩余的二乙醇胺，搅拌反应20min，在50℃、0.09mpa真空度条件下旋蒸，得含氟二元醇。5.根据权利要求4所述的一种耐老化管线材料，其特征在于，所述六氟正丁醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二乙醇胺的摩尔比为1：1：1。6.根据权利要求1所述的一种耐老化管线材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1790和抗氧剂1010中的一种。7.根据权利要求1所述的一种耐老化管线材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份称取各原料，在90℃条件下，将原料加入混炼机中进行热混，均匀混合后得到原料混合物a，再将原料混合物a通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，得母粒，母粒再通过注塑机注塑成型，冷却至室温后，得耐老化管线材料。8.根据权利要求7所述的一种耐老化管线材料的制备方法，其特征在于，所述热混的温度为100-120℃，热混中搅拌速率为1000r/min。9.根据权利要求7所述的一种耐老化管线材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的挤出温度为185-240℃，其中，一区温度185-190℃，二区温度200-215℃，三区温度220-230℃，四区温度235-240℃，五区温度230-240℃，六区温度为225℃。10.根据权利要求7所述的一种耐老化管线材料的制备方法，其特征在于，所述注塑机的注塑温度为220-255℃，其中，一区温度220-230℃，二区温度230-240℃，三区温度245-255℃，四区温度为235-240℃。

技术总结
本发明公开了一种耐老化管线材料及其制备方法，属于管材生产技术领域，包括以下重量份原料：聚丙烯100份、高密度聚乙烯10-15份、玻璃纤维10-12份、耐腐蚀助剂3-5份、抗氧剂1-2份、色母粒1-2份，其中，耐腐蚀助剂利用含氟聚氨酯预聚物对环氧树脂进行交联接枝改性制备而成，利用了异氰酸酯基和羟基的反应，使得含氟聚氨酯链接入环氧树脂中，得耐腐蚀助剂，引入含氟链断，有助于提高管线材料的耐酸碱腐蚀老化性能，同时，含氟聚氨酯链中含有C-F键，C-F键高度极化，含氟聚合物具有较低的表面能，提高了最终制备的管线材料的耐酸碱腐蚀性能。高了最终制备的管线材料的耐酸碱腐蚀性能。


技术研发人员：郑厚璟 汪志成 徐国珍 方锡龙 刘超 张兵香 纪风柱 江美玲 檀晓东 姚翔
受保护的技术使用者：安徽东至广信农化有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/22