一种耐腐蚀自清洁的PE管道及其制备方法与流程

本发明涉及pe管道，具体涉及一种耐腐蚀自清洁的pe管道及其制备方法。

背景技术：

1、中国专利cn102199321 b公开了一种应用于地源热泵系统中的高导热聚乙烯管道。普通聚乙烯管道是热的不良导体，在使用中其导热性能不能很好地满足地源热泵系统的使用要求。本发明所述管道的各原料及其重量份数为：高密度聚乙烯100份，石墨15-20份，乙烯-辛烯共聚物8-10份，润滑剂2-4份，偶联剂0.4-0.8份，甲基硅油0.4-0.8份；

2、现有技术中，pe管道在耐腐蚀方面表现不够优秀，使得在其使用时，将会影响其使用寿命，以及pe管道在抗菌方面也表现不够优秀，使得在其使用时，将会存在细菌等物质滋生，影响其pe管道的洁净能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐腐蚀自清洁的pe管道及其制备方法，本发明所解决的技术问题为：pe管道在耐腐蚀方面表现不够优秀，使得在其使用时，将会影响其使用寿命，以及pe管道在抗菌方面也表现不够优秀，使得在其使用时，将会存在细菌等物质滋生，影响其pe管道的洁净能力。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种耐腐蚀自清洁的pe管道的制备方法，包括以下步骤：

4、将改性聚乙烯、石墨、乙烯-辛烯共聚物、润滑剂、偶联剂、甲基硅油的原料，经双螺杆造粒机造粒，得到pe管道；

5、其中，改性聚乙烯的制备方法，包括以下步骤：

6、步骤1：制备端羟基聚乙烯：

7、将环氧基团封端聚乙烯在温度40℃条件下真空干燥后，注入甲苯中，并温度70℃条件下搅拌充分溶解后，加入质量分数为40％的三氟甲磺酸水溶液，进行反应3-5h，得到端羟基聚乙烯；

8、步骤2：制备耐腐蚀中间体：

9、将2，2-双-(4-羟苯基)六氟丙烷、2-氯-5-硝基三氟甲苯和dmf搅拌溶解后，加入碳酸钾，升温至110-120℃反应5-6h，得到中间体1；

10、将中间体1、无水乙醇、pd/c催化剂超声分散，升温至105-110℃，向其中加入水合肼，控制30min内滴加完毕，继续回流反应3-4h，得到耐腐蚀中间体；

11、步骤3：制备自清洁中间体：

12、将烯丙基氯和三烷基膦加入四氢呋喃溶剂中，加热到55-75℃，反应7-12h，得到自清洁中间体；

13、步骤4：制备改性聚乙烯：

14、将端羟基聚乙烯和自清洁中间体加入乙醇溶液中，在60℃回流反应8h，得到自清洁聚乙烯中间体；

15、再将自清洁聚乙烯中间体与氢氧化钾、丙酮，在温度为25-30℃的条件下进行搅拌，加入二溴甲烷，在温度为70-75℃的条件下，进行反应5-8h，得到中间物；

16、将耐腐蚀中间体、四氢呋喃混合，并通入氮气进行保护，在转速为200-300r/min，温度为0-5℃的条件下，进行搅拌10-20min后，加入中间物，进行反应3-5h，得到改性聚乙烯。

17、作为本发明进一步的方案：在步骤1中，控制环氧基团封端聚乙烯、甲苯和三氟甲磺酸的用量比为5-10g：5-10ml：0.69-1.38mo l。

18、作为本发明进一步的方案：在步骤2中，控制2，2-双-(4-羟苯基)六氟丙烷、2-氯-5-硝基三氟甲苯、dmf、碳酸钾的用量比为0.02-0.03mo l：0.04-0.045mo l：25-28ml：0.035-0.037mo l。

19、作为本发明进一步的方案：在步骤2中，中间体1、无水乙醇、pd/c催化剂、水合肼的用量比为0.010-0.012mo l：40-45ml：0.10-0.14g：2.2-2.5ml。

20、作为本发明进一步的方案：在步骤3中，控制烯丙基氯、三烷基膦和四氢呋喃的用量比为1.13-1.5mo l：1.0mo l：30-40ml。

21、作为本发明进一步的方案：在步骤4中，控制端羟基聚乙烯和自清洁中间体的用量比为1mo l：1mo l：100-500ml；自清洁聚乙烯中间体、氢氧化钾、丙酮和二溴甲烷的用量比为1mo l：0.01-0.06mo l：80-100ml：1mo l；耐腐蚀中间体、四氢呋喃、中间物的用量比为1mo l：100-300ml：1mo l。

22、一种耐腐蚀自清洁的pe管道,该pe管道由上述方法制备得到的。

23、作为本发明进一步的方案：包括以下重量份原料：

24、100份改性聚乙烯、15-20份石墨、8-10份乙烯-辛烯共聚物、2-4份润滑剂、0.4-0.8份偶联剂、0.4-0.8份甲基硅油。

25、作为本发明进一步的方案：润滑剂为聚乙烯。

26、作为本发明进一步的方案：偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。

27、本发明的有益效果：

28、本发明首先通过环氧基团封端聚乙烯与三氟甲磺酸进行反应，得到端部含有两个羟基的聚乙烯中间体；再通过2-双-(4–羟苯基)六氟丙烷与2-氯-5-硝基三氟甲苯发生取代反应生成中间体1，中间体1在pd/c催化剂的作用下，将硝基还原成氨基，得到耐腐蚀中间体；该耐腐蚀中间体含有多个三氟甲基，三氟甲基的引入到聚乙烯材料中，可以有效提高基材的疏水性能并降低其吸湿性能，以及c-f键在光照下十分稳定，又具有较强的屏蔽作用，将三氟甲基引入聚合物主链中，可有效保护c-c主链受紫外光和化学药品的破坏，使其具备良好的耐化学腐蚀性和耐候性；然后通过烯丙基氯和三烷基膦反应，得到季鏻盐类自清洁中间体，该自清洁中间体具有比季铵盐高出两个数量级，能杀死藻类，对异养菌、铁养菌、硫酸盐还原菌等具有很好的杀菌，使得细菌不易在pe管道上滋生，达到自清洁的效果；最后通过将端羟基聚乙烯中的一个羟基与自清洁中间体的双键反应，得到自清洁聚乙烯中间体，再将自清洁聚乙烯中间体的另一个羟基通过二溴甲烷与耐腐蚀中间体的胺基连接，从而得到兼具抗腐蚀和自清洁的聚乙烯材料；

29、因此，由上述改性聚乙烯所制备得到的pe管道，具有良好的抗腐蚀和自清洁性能。

技术特征：

1.一种耐腐蚀自清洁的pe管道的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道的制备方法,其特征在于，在步骤1中，控制环氧基团封端聚乙烯、甲苯和三氟甲磺酸的用量比为5-10g：5-10ml：0.69-1.38mol。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道的制备方法,其特征在于，在步骤2中，控制2，2-双-(4-羟苯基)六氟丙烷、2-氯-5-硝基三氟甲苯、dmf、碳酸钾的用量比为0.02-0.03mo l：0.04-0.045mo l：25-28ml：0.035-0.037mol。

4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道的制备方法,其特征在于，在步骤2中，中间体1、无水乙醇、pd/c催化剂、水合肼的用量比为0.010-0.012mol：40-45ml：0.10-0.14g：2.2-2.5ml。

5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道的制备方法,其特征在于，在步骤3中，控制烯丙基氯、三烷基膦和四氢呋喃的用量比为1.13-1.5mol：1.0mo l：30-40ml。

6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道的制备方法,其特征在于，在步骤4中，控制端羟基聚乙烯和自清洁中间体的用量比为1mol：1mol：100-500ml；自清洁聚乙烯中间体、氢氧化钾、丙酮和二溴甲烷的用量比为1mol：0.01-0.06mol：80-100ml：1mo l；耐腐蚀中间体、四氢呋喃、中间物的用量比为1mol：100-300ml：1mo l。

7.一种耐腐蚀自清洁的pe管道,其特征在于，该pe管道由上述权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的。

8.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道,其特征在于，包括以下重量份原料：

9.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道,其特征在于，润滑剂为聚乙烯。

10.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀自清洁的pe管道,其特征在于，偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。

技术总结本发明涉及管道技术领域，具体涉及一种耐腐蚀自清洁的PE管道及其制备方法，包括以下步骤：首先通过环氧基团封端聚乙烯与三氟甲磺酸进行反应，得到端部含有两个羟基的聚乙烯中间体；再通过2‑双‑(4–羟苯基)六氟丙烷与2‑氯‑5‑硝基三氟甲苯发生取代反应生成中间体1，中间体1在Pd/C催化剂的作用下，得到耐腐蚀中间体；通过烯丙基氯和三烷基膦反应，得到季鏻盐类自清洁中间体，最后通过将端羟基聚乙烯中的一个羟基与自清洁中间体的双键反应，得到自清洁聚乙烯中间体，再将自清洁聚乙烯中间体的另一个羟基通过二溴甲烷与耐腐蚀中间体的胺基连接，得到聚乙烯材料；改性聚乙烯所制备得到的PE管道，具有良好的抗腐蚀和自清洁性能。技术研发人员：孙斌,汪晓岗,宋亚玲,陈磊,宋林波受保护的技术使用者：宁波宇华实业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18