技术领域
本发明涉及PP-R树脂的改性研究，主要是采用无机纳米粒子改 善PP-R树脂性能。
背景技术
PP-R材料具有较好的耐热性能，其维卡软化温度为131.5℃，最 高工作温度可达95℃，长期使用温度一般可达70℃，完全能够满足 一般条件下的输水要求。但在某些特殊情况下(如冬天热水、暖气等 的输送)，当输送介质的温度超过100℃时，则必须对PP-R材料进行 改性，才能满足使用要求。此外，关系到人类健康和环境保护的PP-R 材料的抗菌性能也越来越引起人们的重视。
中国专利CN03118438.3系采用茂金属聚合物改性PP-R盘管及其 制备方法，该专利是在PP-R材料加入无氟阻燃剂以提高其防火性能。 中国专利CN03225671.X、CN03267082.6、CN02113511.8报道的PP-R 管材都具有抗菌的优点；其抗菌效率都在90％左右，迄今为止未见有 热变形温度超过100℃、同时抗菌性能超过90％的PP-R材料的研究 成果报道。在其它一些非专利文献上也有使用温度超过100℃的改性 PP-R树脂的报道，但是文献中未报道其具体工艺，且耐热温度的指 示不明确。
本发明提供一种耐热温度高，抗菌能力较高的一种改善PP-R树 脂性能的方法。
技术内容
本发明是将质量为晶须质量0.5％的KH560偶联剂溶入乙醇溶剂 中，再将氧化锌长晶须放入后进行20min的超声波分散，过滤并在 100℃下烘干后成为改性氧化锌晶须，在TiO2桨料中，加入水溶性的 Na2SiO3，用酸中和至pH＝8-9，使硅以Si(OH)4的形式沉淀在TiO2颗 粒的表面，过滤后烘干成为改性纳米TiO2，然后，将0～4％的改性氧 化锌晶须与96％的PP-R树脂配料后搅拌均匀，在高速捏合机中高速 捏合，130℃左右出料；与0～4％的处理好的纳米TiO2在双辊机上共 混，温度为210℃左右，其中氧化锌长晶须和纳米TiO2总量和为4％； 经双螺杆挤出造粒。
本发明具有以下优点：
1、经改性后的PP-R树脂热变形温度可达102℃，完全能够满足在 某些特殊情况下(如冬天北方地区的热水、暖气等的输送)，当输送介 质的温度超过100℃时的使用要求，具有巨大的经济效益和使用前景。
2、经改性后的PP-R树脂的抗菌率可达到99％，完全能够满足保护 环境及人类健康的需要，是一种新型的环保材料。
3、改性剂的种类和数量可根据使用的具体需要而改变，可选择性 强。
4、工艺简单，实用性强。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
对工艺流程图的几点说明：
1、氧化锌长晶须的改性：将0.5％(以晶须质量计)的KH560 偶联剂溶入乙醇溶剂中，再将氧化锌长晶须放入后进行20min的超声 波分散，过滤并在100℃下烘干后备用。
2、纳米TiO2的改性：在TiO2桨料中，加入水溶性的Na2SiO3， 用酸中和至pH＝8-9，使硅以Si(OH)4的形式沉淀在TiO2颗粒的表面， 过滤后在60℃下烘干备用。
3、将0-4％的改性氧化锌晶须与96％的PP-R树脂配料后搅拌均匀， 在高速捏合机中高速捏合，130℃出料；与0-4％的处理好的纳米TiO2粒子在双辊机上共混，温度为210℃左右，其中氧化锌长晶须和纳米TiO2总量和为4％；经双螺杆挤出造粒，得到改性PP-R树脂。
本发明的工艺条件是：
氧化锌长晶须：长10-30μm，四角针状
KH560：试剂，分析纯
纳米TiO2：粒度20～50nm，晶型为锐钛型
NaSiO3固体：分析纯
硫酸：98％
乙醇：分析纯
PP-R树脂：牌号401，熔融指数3g/10min
KH560∶氧化锌长晶须＝0.5∶100
氧化锌长晶须∶纳米TiO2∶PP-R树脂＝3.5∶0.5∶96
超声波分散时间：20min
改性氧化锌长晶须烘干温度：100℃
纳米TiO2改性时的pH值：8-9
TiO2烘干温度：60℃
捏合温度：130℃
共混温度：210℃
采用上述工艺条件可获得性能优异的改性PP-R树脂，其技术指 标与未改性的PP-R树脂比较如表1： 改性剂种类 和用量/％ 拉伸强度 MPa 最大伸长率 ％ 热变形温度 ℃ 软化点 ℃ 抗菌率 ％ 不使用改性剂 24 45 72 132 17 3.5％ZnO长晶须+ 0.5％纳米TiO2 27 112 101 145 99
表1：经3.5％ZnO长晶须+0.5％纳米TiO2改性的PP-R树脂与未改性的PP-R树
脂性能比较
由上表可知，经3.5％ZnO长晶须+0.5％纳米TiO2改性的PP-R树 脂与未改性的PP-R树脂相比，改性后树脂的各项性能指标都有了显著 的提高，其中断裂伸长率、热变形温度、抗菌率的提高尤其明显。
在上述步骤3中，改性剂的种类和数量均可根据具体需要而改变， 所得到的改性PP-R材料的性能也将发生相应变化，见表2： 改性剂种类 和用量/％ 拉伸强度 MPa 最大伸长率 ％ 热变形温度 ℃ 软化点 ℃ 抗菌率 4％ZnO长晶须 27 112 102 143 20％ 3.5％ZnO长晶须+ 0.5％纳米TiO2 27 112 101 145 99％ 4％纳米TiO2 26 90 90 143 98％
表2：不同改性剂种类和用量条件下PP-R材料的性能
从表2可以看出，本发明可根据使用的需要调整改性剂的种类和用 量。当使用要求是提高PP-R树脂的耐热性能时，改性剂可选择4％的 ZnO长晶须；当使用要求是提高PP-R树脂的抗菌率时，改性剂可选择 4％的纳米TiO2，当使用要求是既要提高树脂的耐热性能、又要提高树 脂的抗菌率时，改性剂可选择3.5％ZnO长晶须+0.5％纳米TiO2。
具体实施方式
实例1：
称取4％(质量比)的经改性后的氧化锌长晶须，与质量比为96％ 的P-R树脂配料后搅拌均匀，在高速捏合机中高速捏合，130℃出料， 在双辊机上共混，温度为210℃左右；经双螺杆挤出造粒，得到改性PP-R 树脂的技术指标是：拉伸长度27Mpa，最大伸长率112％，热变形温度 102℃，软化点143℃，抗菌率20％。
实例2：
称取4％(质量比)的经改性后的纳米TiO2，与质量比为96％的P-R 树脂配料后搅拌均匀，在高速捏合机中高速捏合，130℃出料，在双辊 机上共混，温度为210℃左右；经双螺杆挤出造粒，得到改性PP-R树脂 的技术指标是：拉伸长度26Mpa，最大伸长率90％，热变形温度90℃， 软化点143℃，抗菌率98％。
实例3：
称取质量比为3.5％的改性氧化锌长晶须与质量比为96％的PP-R 树脂按一定比例配料后搅拌均匀，在高速捏合机中高速捏合，130℃ 出料；与处理好的纳米TiO2(质量比为0.5％)在双辊机上共混，温 度为210℃左右；经双螺杆挤出造粒，得到改性PP-R树脂的技术指 标是：拉伸长度27Mpa，最大伸长率112％，热变形温度101℃，软 化点143℃，抗菌率99％。