本申請以聚丁烯-1(pb-1)和反式聚異戊二烯(tpi)為主要材料制備了新型的復(fù)合材料，這種復(fù)合材料可用于制備pb-1地暖管接頭材料。該接頭材料的優(yōu)點(diǎn)是：在采用傳統(tǒng)熱熔焊接的同時(shí)，材料具有熱縮性能，增加接頭材料與基體管材的連接力，提高材料在接頭處的耐壓強(qiáng)度。

背景技術(shù)：

塑料管大多是以塑料樹脂為主要原料、加入穩(wěn)定劑、潤滑劑等助劑，采用擠出成型等加工方法得到的一類制品。由于它具有質(zhì)輕、耐腐蝕、外形美觀、加工容易、施工方便等特點(diǎn)，在建筑工程中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。主要用作房屋建筑的自來水供水系統(tǒng)配管、排水、排氣和排污衛(wèi)生管、地下排水管系統(tǒng)、雨水管以及電線安裝配套用的穿線管等等。

塑料管有熱塑性塑料管和熱固性塑料管兩大類。其中，熱塑性塑料管采用的主要樹脂有聚氯乙烯樹脂(pvc)、聚乙烯樹脂(pe)、聚丙烯樹脂(pp)、聚苯乙烯樹脂(ps)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(abs)、聚丁烯-1樹脂(pb-1)等。pb-1樹脂是由丁烯-1合成的高惰性的聚合物材料，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，具有很好的抗磨損性、抗分裂性、耐高溫性、耐低溫性能，抗沖擊性能好，容易彎曲而不反彈，是幾種地暖管材中最柔軟的。在眾多管材中，pb-1管材幾乎是最優(yōu)秀的耐壓管材，其長期使用環(huán)向應(yīng)力承受能力最高。因此，pb-1管材是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的自來水管、熱水和暖氣排管之一，不生銹、不腐蝕、不結(jié)垢、壽命長(可達(dá)50-100年)，且耐老化、耐蠕變性能性能優(yōu)異，是作為加熱盤管的理想材料之一，有“塑料中的黃金”的聲譽(yù)。

傳統(tǒng)的熱塑性管材的連接通常采用熱熔焊接、電熔焊接、機(jī)械連接等方法實(shí)現(xiàn)。聚丁烯-1管使用世界公認(rèn)的安全連接方式-熱熔連接。管道的泄露多發(fā)生在連接件上，因此，合理的管件接頭配方對性能優(yōu)異的管件接頭制品顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在管件材料熱熔焊接過程中，為了提高接頭材料與基材管材連接部分的強(qiáng)度，提高接頭處耐壓強(qiáng)度，本申請?zhí)峁┮环N以聚丁烯-1(pb-1)和反式聚異戊二烯(tpi)為原料的復(fù)合材料的制備方法，并將其應(yīng)用于地暖管接頭材料。這種復(fù)合材料之所以能夠應(yīng)用于地暖管的接頭材料主要原因是該復(fù)合材料除了能熱熔焊接之外，還具有熱縮性能，從而能夠提高連接處的強(qiáng)度。復(fù)合材料具有熱縮性的主要原理是：利用復(fù)合材料具有形狀記憶的性能，即在復(fù)合材料中，由于交聯(lián)結(jié)構(gòu)的存在，可固定材料的永久形狀，成為固定相；而復(fù)合材料中的未交聯(lián)的tpi組分、pb-1組分中的結(jié)晶區(qū)作為形狀記憶的可逆相，從而能固定臨時(shí)形狀和回復(fù)到永久形狀。由此，在材料制備過程中，硫化成型過程得到的是材料的永久形狀，而再將成型的材料進(jìn)行擴(kuò)口，得到材料的臨時(shí)形狀；在材料熱熔焊接過程中，材料一方面會(huì)熔融焊接，另外一方面也存在由臨時(shí)形狀向永久形狀的過渡，從而得到復(fù)合材料不僅具有熱熔焊接性能，而且具有熱縮性能。由此，該復(fù)合材料當(dāng)用作地暖管接頭時(shí)，可增加接頭材料與基體管材的連接強(qiáng)度，提高材料在接頭處的耐壓強(qiáng)度，延長材料使用壽命。

該復(fù)合材料的配方特點(diǎn)是不僅由聚丁烯-1(pb-1)和反式聚異戊二烯(tpi)這兩種主體材料組成，還引入了少量的白炭黑和含有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅烷。白炭黑的引入可一定程度上降低材料的成本；含有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑的作用是：一方面，可改善白炭黑與基體之間的相容性，另外一方面，雙鍵結(jié)構(gòu)可參與材料的交聯(lián)反應(yīng)，從而可使復(fù)合材料形成大的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，即包含tpi相鏈結(jié)構(gòu)、pb-1相鏈結(jié)構(gòu)、甚至硅烷的鏈結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為材料提供更強(qiáng)大的收縮力。由此，該復(fù)合材料制備的橡塑接頭制品的優(yōu)點(diǎn)是：在采用傳統(tǒng)熱熔焊接的同時(shí)，材料還具有熱縮性能，增加接頭材料與基體管材的連接強(qiáng)度，提高材料在接頭處的耐壓強(qiáng)度。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)：

一種用作地暖管接頭材料的橡塑復(fù)合材料，其特征在于：包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：

聚丁烯-1(pb-1)：70-40

反式聚異戊二烯(tpi)：30-60

防老劑：1-2

交聯(lián)劑：0.3-0.6

白炭黑：0-20

硅烷偶聯(lián)劑：0-2。

防老劑為防老劑d、防老劑mb、防老劑4010na的至少一種。

交聯(lián)劑為為硫黃或過氧化物類如dcp等，至少一種。

白炭黑的粒徑為20-200nm。

硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

本發(fā)明還提供制備上述橡塑復(fù)合材料的方法，包括如下步驟：先將原材料共混，然后經(jīng)過硫化成型過程，最后再將成型的材料，進(jìn)行擴(kuò)口，得到地暖管接頭材料。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：在采用傳統(tǒng)熱熔焊接的同時(shí)，利用材料的熱縮性能，增加接頭材料與基體管材的連接強(qiáng)度，提高材料在接頭處的耐壓強(qiáng)度。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1中，隨著pb-1/tpi配比的不同，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度變化圖。

圖2是實(shí)施例1中，隨著pb-1/tpi配比的不同，復(fù)合材料的硬度變化圖。

圖3是表征材料pb-1/tpi配比為70/30熱縮性的dma(動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀)曲線圖。

圖4是表征材料pb-1/tpi配比為60/40熱縮性的dma(動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀)曲線圖。

圖5是表征材料pb-1/tpi配比為50/50熱縮性的dma(動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀)曲線圖。

圖6是表征材料pb-1/tpi配比為40/60熱縮性的dma(動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀)曲線圖。

具體實(shí)施方式

對比例：

地暖管接頭的配方通常主要由聚丁烯-1、抗氧劑等組成。制備方法主要是注射成型。

性能：拉伸強(qiáng)度29mpa，硬度43，不具有熱縮性。

實(shí)施例1：

復(fù)合材料的配方：

制備方法：

先將pb-1與tpi在130度共混，然后在160度條件下硫化，硫化時(shí)間為15分鐘，成型，然后再將成型的材料，用擴(kuò)口設(shè)備在140度進(jìn)行擴(kuò)口，冷卻，得到地暖管接頭材料。

主要性能：

(1)物理機(jī)械性能(見圖1-2)：

圖1為拉伸強(qiáng)度隨著pb-1/tpi配比的變化，呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，從31mpa降低到25.9mpa，可根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇不同的配比。與對比例相比，拉伸強(qiáng)度可達(dá)到對比例中的拉伸強(qiáng)度，并且具有可調(diào)性，實(shí)施例1配方得到的復(fù)合材料最重要的是具有收縮性。

圖1為硬度隨著pb-1/tpi配比的變化，呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，從46降低到42，可根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇不同的配比。與對比例相比，硬度相對較高，也可以對配方進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到對比例中的硬度，實(shí)施例1配方得到的復(fù)合材料最重要的是具有收縮性。

(2)熱縮性能

圖3中材料的熱收縮率為86.9％，圖4中材料的熱收縮率為91.1％圖5中材料的熱收縮率為91.4％，圖6中材料的熱收縮率為89.9％。與對比例相比，實(shí)施例1得到的復(fù)合材料都具有熱塑性，對比例得到的材料不具有熱縮性。