本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度管道材料的制備方法。
背景技術(shù)：
常見的高分子材料制成的管道包括聚乙烯管道、聚氯乙烯管道、氯化聚氯乙烯管道、交聯(lián)聚丙烯管道等。高分子材料管材與傳統(tǒng)金屬管道相比，具有自重輕、耐腐蝕、耐壓強(qiáng)度高、衛(wèi)生安全、水流阻力小、節(jié)約能源、節(jié)省金屬、改善生活環(huán)境、使用壽命長(zhǎng)、安裝方便等特點(diǎn)，受到了管道工程界的青睞并占據(jù)了相當(dāng)重要的位置，形成一種勢(shì)不可當(dāng)?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。
高分子材料制成的管道已被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用在城市供水、城市排水、建筑給水、建筑排水、熱水供應(yīng)、供熱采暖、建筑雨水排水、城市燃?xì)?、農(nóng)業(yè)排灌、化工流體輸送以及電線、電纜護(hù)套管等領(lǐng)域。
常規(guī)的管道用的高分子材料的強(qiáng)度較低，因此有必要提高管道用高分子材料的機(jī)械強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度管道材料的制備方法，本發(fā)明制備得到的管道材料中加入的溴化丁基橡膠和呋喃樹脂共同的改進(jìn)了管道材料的拉伸強(qiáng)度、抗沖擊特性以及硬度，有效的滿足了管道材料的使用，具有抗壓、抗折、抗拉伸的優(yōu)勢(shì)，可用于各種管道材料的應(yīng)用。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
一種高強(qiáng)度管道材料的制備方法，包括以下制備步驟：
a、將脲醛樹脂、聚異三聚氰酸酯、聚異丁烯、溴化丁基橡膠、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、玻璃纖維、聚四氟乙烯和呋喃樹脂混合投入到攪拌罐中，在450-650℃下加熱至熔融，得到混合物一；
b、將引發(fā)劑、催化劑溶于有機(jī)溶劑中，攪拌30-40min，得到混合液；
c、將混合物一加入高速混合機(jī)中，然后將混合液、聚硅氧烷加入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速200-300rpm下混合10-20min，再提高轉(zhuǎn)速至500-800rpm，混合25-40min后加入接枝pe、填料、潤(rùn)滑劑和加工助劑，在300-500rpm的轉(zhuǎn)速下混合30-50min，得到材料一；
d、將材料一用雙螺桿機(jī)擠出機(jī)進(jìn)行擠出，再經(jīng)造粒機(jī)造粒成型，即可得到成品。
優(yōu)選的，所述管道材料包括以下重量份的原料：脲醛樹脂22-34份、聚異三聚氰酸酯18-23份、聚異丁烯12-15份、溴化丁基橡膠8-11份、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯13-17份、玻璃纖維21-28份、聚四氟乙烯10-14份、呋喃樹脂12-18份、引發(fā)劑8-13份、催化劑12-14份、有機(jī)溶劑20-30份、聚硅氧烷13-16份、接枝pe28-43份、填料22-36份、潤(rùn)滑劑10-14份和加工助劑8-16份。
優(yōu)選的，所述步驟b的有機(jī)溶劑為丙酮或二甲苯。
優(yōu)選的，所述步驟c的接枝pe的接枝單體為馬來酸酐、環(huán)氧、丙烯酸和硅氧烷中的任一種，接枝率為4-8％。
優(yōu)選的，所述步驟c的填料為滑石粉、石墨、氧化鈦、碳酸鈣和硅灰石中的任一種或多種的混合，粒徑為15-35μm。
優(yōu)選的，所述步驟c的潤(rùn)滑劑為硬脂酸或聚乙烯蠟。
優(yōu)選的，所述步驟c的加工助劑為含氟加工助劑，主要成份為偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
優(yōu)選的，所述步驟d的雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為160-180℃，二區(qū)溫度為190-200℃，三區(qū)溫度為205-215℃，四區(qū)溫度為220-235℃，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為250-280r/min。
優(yōu)選的，所述步驟d的雙螺桿擠出過程中通過抽真空除去溶劑和反應(yīng)過程中的低分子副產(chǎn)物。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明制備得到的管道材料中加入的溴化丁基橡膠和呋喃樹脂共同的改進(jìn)了管道材料的拉伸強(qiáng)度、抗沖擊特性以及硬度，有效的滿足了管道材料的使用，具有抗壓、抗折、抗拉伸的優(yōu)勢(shì)，可用于各種管道材料的應(yīng)用。
本發(fā)明的原材料成本低廉，來源廣泛，有效的簡(jiǎn)便了材料的獲取，并且本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，易操作，制備流程短，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)制造。
本發(fā)明的制備過程中沒有二次污染物的產(chǎn)生，原材料的利用率高，使得本發(fā)明具有一定的節(jié)能減排、環(huán)保的意義。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度管道材料的制備方法，包括以下制備步驟：
a、將脲醛樹脂、聚異三聚氰酸酯、聚異丁烯、溴化丁基橡膠、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、玻璃纖維、聚四氟乙烯和呋喃樹脂混合投入到攪拌罐中，在550℃下加熱至熔融，得到混合物一；
b、將引發(fā)劑、催化劑溶于有機(jī)溶劑中，攪拌40min，得到混合液；
c、將混合物一加入高速混合機(jī)中，然后將混合液、聚硅氧烷加入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速300rpm下混合20min，再提高轉(zhuǎn)速至800rpm，混合25min后加入接枝pe、填料、潤(rùn)滑劑和加工助劑，在300rpm的轉(zhuǎn)速下混合50min，得到材料一；
d、將材料一用雙螺桿機(jī)擠出機(jī)進(jìn)行擠出，再經(jīng)造粒機(jī)造粒成型，即可得到成品。
管道材料包括以下重量份的原料：脲醛樹脂34份、聚異三聚氰酸酯23份、聚異丁烯12份、溴化丁基橡膠11份、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯17份、玻璃纖維21份、聚四氟乙烯14份、呋喃樹脂18份、引發(fā)劑8份、催化劑14份、有機(jī)溶劑30份、聚硅氧烷16份、接枝pe28份、填料22份、潤(rùn)滑劑10份和加工助劑16份。
步驟b的有機(jī)溶劑為二甲苯。
步驟c的接枝pe的接枝單體為硅氧烷，接枝率為8％。
步驟c的填料為滑石粉、石墨、氧化鈦、碳酸鈣和硅灰石的混合，粒徑為35μm。
步驟c的潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟。
步驟c的加工助劑為含氟加工助劑，主要成份為偏氟乙烯。
步驟d的雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為180℃，二區(qū)溫度為200℃，三區(qū)溫度為205℃，四區(qū)溫度為235℃，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為280r/min。
步驟d的雙螺桿擠出過程中通過抽真空除去溶劑和反應(yīng)過程中的低分子副產(chǎn)物。
實(shí)施例2
一種高強(qiáng)度管道材料的制備方法，包括以下制備步驟：
a、將脲醛樹脂、聚異三聚氰酸酯、聚異丁烯、溴化丁基橡膠、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、玻璃纖維、聚四氟乙烯和呋喃樹脂混合投入到攪拌罐中，在650℃下加熱至熔融，得到混合物一；
b、將引發(fā)劑、催化劑溶于有機(jī)溶劑中，攪拌30min，得到混合液；
c、將混合物一加入高速混合機(jī)中，然后將混合液、聚硅氧烷加入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速200rpm下混合20min，再提高轉(zhuǎn)速至800rpm，混合40min后加入接枝pe、填料、潤(rùn)滑劑和加工助劑，在500rpm的轉(zhuǎn)速下混合30min，得到材料一；
d、將材料一用雙螺桿機(jī)擠出機(jī)進(jìn)行擠出，再經(jīng)造粒機(jī)造粒成型，即可得到成品。
管道材料包括以下重量份的原料：脲醛樹脂34份、聚異三聚氰酸酯18份、聚異丁烯15份、溴化丁基橡膠8份、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯17份、玻璃纖維28份、聚四氟乙烯10份、呋喃樹脂12份、引發(fā)劑8份、催化劑14份、有機(jī)溶劑20份、聚硅氧烷16份、接枝pe43份、填料36份、潤(rùn)滑劑10份和加工助劑8份。
步驟b的有機(jī)溶劑為丙酮。
步驟c的接枝pe的接枝單體為馬來酸酐，接枝率為8％。
步驟c的填料為滑石粉、石墨、氧化鈦、碳酸鈣和硅灰石的混合，粒徑為35μm。
步驟c的潤(rùn)滑劑為硬脂酸。
步驟c的加工助劑為含氟加工助劑，主要成份為偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
步驟d的雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為200℃，三區(qū)溫度為215℃，四區(qū)溫度為220℃，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為280r/min。
步驟d的雙螺桿擠出過程中通過抽真空除去溶劑和反應(yīng)過程中的低分子副產(chǎn)物。
實(shí)施例3
一種高強(qiáng)度管道材料的制備方法，包括以下制備步驟：
a、將脲醛樹脂、聚異三聚氰酸酯、聚異丁烯、溴化丁基橡膠、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、玻璃纖維、聚四氟乙烯和呋喃樹脂混合投入到攪拌罐中，在650℃下加熱至熔融，得到混合物一；
b、將引發(fā)劑、催化劑溶于有機(jī)溶劑中，攪拌40min，得到混合液；
c、將混合物一加入高速混合機(jī)中，然后將混合液、聚硅氧烷加入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速300rpm下混合10min，再提高轉(zhuǎn)速至700rpm，混合40min后加入接枝pe、填料、潤(rùn)滑劑和加工助劑，在500rpm的轉(zhuǎn)速下混合35min，得到材料一；
d、將材料一用雙螺桿機(jī)擠出機(jī)進(jìn)行擠出，再經(jīng)造粒機(jī)造粒成型，即可得到成品。
管道材料包括以下重量份的原料：脲醛樹脂34份、聚異三聚氰酸酯23份、聚異丁烯12份、溴化丁基橡膠8份、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯17份、玻璃纖維21份、聚四氟乙烯10份、呋喃樹脂12份、引發(fā)劑13份、催化劑14份、有機(jī)溶劑20份、聚硅氧烷16份、接枝pe28份、填料36份、潤(rùn)滑劑14份和加工助劑16份。
步驟b的有機(jī)溶劑為二甲苯。
步驟c的接枝pe的接枝單體為丙烯酸，接枝率為8％。
步驟c的填料為滑石粉、石墨、氧化鈦、碳酸鈣和硅灰石的混合，粒徑為15μm。
步驟c的潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟。
步驟c的加工助劑為含氟加工助劑，主要成份為偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
步驟d的雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為200℃，三區(qū)溫度為215℃，四區(qū)溫度為235℃，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為280r/min。
步驟d的雙螺桿擠出過程中通過抽真空除去溶劑和反應(yīng)過程中的低分子副產(chǎn)物。
檢測(cè)實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3制備的材料，得到如下表的數(shù)據(jù)：
表一：
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。