CN101274476A - 一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法 - Google Patents

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李明泽
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Abstract

一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，由聚苯硫醚、尼龙等材料通过混合、挤出、拉条、冷却、切粒、均化、注塑等工艺制成带有聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件。本发明的制造方法简单、工艺简便、该合金材料具有比重小、耐热耐腐蚀性好、尺寸稳定性好、管件的密封性好、缺口冲击强度高等优点。本发明用途广，可适用给排水和引用水管系统、输气和工业用管系统、采暖系统和农业用管系统。

Description

一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法
技术领域
本发明涉及建材领域，尤其是涉及聚苯硫醚复合材料制作塑料管件的方法。
背景技术
塑料管材在建筑业中主要用于给排水和引用水管系统、输气和工业用管系统、采暖系统和农业用管系统。制作塑料管及配件的塑料种类包括HDPE、PP、PPB、PPR、PPH、PVC、ABS、及PA等等。塑料管件也称为塑料配件，它包括接头、弯头、三通及四通等等。目前的塑料管件内的嵌件基本上用金属铜制作，即采用金属铜的棒材为材料经下料、粗车、精车、车丝和铣等5道机加工工序制作而成，铜嵌件与塑料管件的连接是采用一次注塑成型(嵌件成型)的方式连为一体，用铜制作塑料管件用嵌件存在着比重大、制作成本高、效率低和加工工艺复杂等缺点，特别是铜属于无机金属材料而塑料管件属于有机的高分子材料，所以二者粘结性差，在外力作用下管件容易在管件和嵌件的结合处漏水。另外由于铜嵌件和塑料管件线膨胀系数相差较大，所以环境温差变化较大时在管件和嵌件的接合处容易分层漏水。另外由于铜制嵌件和塑料管件的材料线膨胀系数不一样，所以环境温差变化较大时在管件和嵌件的接合处容易分层漏水。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有之不足而提供一种具有高韧性、稳定性好、低比重及密封性好的聚苯硫醚复合材料及其制作嵌件与塑料管件的方法。
本发明可以采取如下技术措施解决：
按上述目的，一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：可由下述方法制作：
A：聚苯硫醚复合材料的制作方法，由下列组分组成，按重量百分比计：
聚苯硫醚30-70％；聚丙烯接枝物0-20％；聚丙烯0-49％；尼龙10-30％；填料10-59％；偶联剂0.5-2％；抗氧剂0.1-1.5％；
上述各组分按重量％配方比例的总和为100％；将聚苯硫醚在140℃温度下干燥3-5小时；将尼龙在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量聚丙烯接枝物、聚丙烯、填料、偶联剂、抗氧剂，加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；通过双螺杆挤出造粒机进玻纤口加玻璃纤维充分熔融塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成聚苯硫醚复合材料；
B：将上述制作的聚苯硫醚复合材料在通用注塑机中按嵌件模具注塑成型为聚苯硫醚复合材料嵌件；
C：将制作好的聚苯硫醚复合材料嵌件放入塑料管件的模具中，通过注塑工艺一次性注塑成型为带有聚苯硫醚复合材料嵌件的塑料管件。
上述聚苯硫醚是对苯撑硫单元作为基本重复单元或与对苯撑硫单元一起含有间苯撑硫单元的树脂，该聚苯硫醚树脂通常采用二卤代芳香族化合物与硫源在有机极性溶剂中缩聚反应的方法制造的树脂，呈白色或淡黄色的粉状。
上述聚丙烯接枝物为均聚聚丙烯接枝物、共聚聚丙烯接枝物、高结晶聚丙烯接枝物，接枝物可以是马来酸酐，接枝率大于1.5％。
上述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、高结晶聚丙烯之中的一种或几种的混合物。
上述尼龙为粒状的尼龙6、尼龙46、尼龙66中之一种。
上述填料包括玻璃纤维、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、玻璃微珠中的一种或几种混合物，玻璃纤维可以是E玻璃、H玻璃、A玻璃、C玻璃、天然石英玻璃、合成石英玻璃其中的一种，特别是米白色的、直径为4-30um的E玻璃或H玻璃。
上述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物，如KH550、KH560、KF570、A-143、A-186、黄酰叠氮硅烷、NDZ-101、OL-1618中的一种或几种的混合物。
上述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的一种或几种的混合物，其中适合用于本体系的酚类抗氧化剂优选1010，亚磷酸酯类有TNP、168、金属钝化剂有CI-09-367、MD1025或OABH中的一种或几种混合物。
上述聚苯硫醚树脂为中等分子量，其熔融指数为5kg、316℃时，低于200g/10min。
本发明的突出效果是：
1、本发明的制造方法简单，工艺简便。
2、本发明提供的嵌件用改性聚苯硫醚复合材料具有比重小(仅为铜的四分之一到五分之一)、耐热性好(长期使用温度220到240度)、耐化学腐蚀性好、尺寸稳定性好，与无机材料的粘结性好等优点。
3、采用该本发明材料制作新型管件用塑料嵌件不需要经过车、铣等机加工工序，生产效率高，加工成本低、不生锈、卫生性好。本塑料嵌件和塑料管件采用一次注塑成型(嵌件成型)的方式连为一体。由于塑料嵌件与塑料管材同为高分子改性材料，所以热膨胀系数相近，在使用环境温度变化时尺寸变化相对铜嵌件来说较小，管件的密封性好。
4、用聚苯硫醚复合材料制成的嵌件具有韧性好、缺口冲击强度高，更显吸湿后缺口冲击强度倍增的特点。见表1、表2：
表1聚苯硫醚(PPS)与尼龙(PA)复合的机械强度
项目   拉伸强度(MPa)   弯曲强度(MPa) 缺口冲击强度(K/jm)
聚苯硫醚(PPS)70％尼龙(PA)30％ 140 200 20
表2尼龙(PA)吸湿状态和干态下机械强度的对比
Figure A20071002736000081
5、本发明用途广，可适用给排水和引用水管系统、输气和工业用管系统、采暖系统和农业用管系统。
具体实施方式
实施例1
一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，可由下述方法制作：
A：聚苯硫醚复合材料的制作方法，由下列组分组成，按重量百分比计：
聚苯硫醚60％；聚丙烯接枝物8％；聚丙烯5％；尼龙10％；填料15％；偶联剂1％；抗氧剂1％；
将聚苯硫醚在140℃温度下干燥5小时；将尼龙在90℃温度下干燥6小时后，通过准确计量聚丙烯接枝物、聚丙烯、填料、偶联剂、抗氧剂，加入混合机内进行混合20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；通过双螺杆挤出造粒机进玻纤口加玻璃纤维充分熔融塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成聚苯硫醚复合材料；
B：将上述制作的聚苯硫醚复合材料在通用注塑机中按嵌件模具注塑成型为聚苯硫醚复合材料嵌件；
C：将制作好的聚苯硫醚复合材料嵌件放入塑料管件的模具中，通过注塑工艺一次性注塑成型为带有聚苯硫醚复合材料嵌件的塑料管件。
上述聚苯硫醚是对苯撑硫单元作为基本重复单元，该聚苯硫醚树脂通常采用二卤代芳香族化合物与硫源在有机极性溶剂中缩聚反应的方法制造的树脂，呈白色或淡黄色的粉状。
上述聚丙烯接枝物为均聚聚丙烯接枝物，接枝率大于1.5％。
上述聚丙烯为共聚聚丙烯。
上述尼龙为粒状的尼龙66。
上述填料为滑石粉呈米白色的。
上述偶联剂为硅烷偶联剂。
上述抗氧剂为酚类抗氧化剂优选1010。
上述聚苯硫醚树脂为中等分子量，其熔融指数为5kg、316℃时，低于200g/10min。
实施例2
一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，可由下述方法制作：
A：聚苯硫醚复合材料的制作方法，由下列组分组成，按重量百分比计：
聚苯硫醚50％；聚丙烯接枝物5％；聚丙烯5％；尼龙15％；填料22％；偶联剂2％；抗氧剂1％；
将聚苯硫醚在140℃温度下干燥3小时；将尼龙在85℃温度下干燥5小时后，通过准确计量聚丙烯接枝物、聚丙烯、填料、偶联剂、抗氧剂，加入混合机内进行混合10分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；通过双螺杆挤出造粒机进玻纤口加玻璃纤维充分熔融塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成聚苯硫醚复合材料；
B：将上述制作的聚苯硫醚复合材料在通用注塑机中按嵌件模具注塑成型为聚苯硫醚复合材料嵌件；
C：将制作好的聚苯硫醚复合材料嵌件放入塑料管件的模具中，通过注塑工艺一次性注塑成型为带有聚苯硫醚复合材料嵌件的塑料管件。
上述聚苯硫醚是含有间苯撑硫单元的树脂，呈淡黄色的粉状。
上述聚丙烯接枝物为高结晶聚丙烯接枝物，接枝物是马来酸酐，接枝率大于1.5％。
上述聚丙烯为高结晶聚丙烯。
上述尼龙为粒状的尼龙46。
上述填料是E玻璃，呈米白色的、直径为20um。
上述偶联剂为OL-1618。
上述抗氧剂为亚磷酸酯类168。
上述聚苯硫醚树脂为中等分子量，其熔融指数为5kg、316℃时，低于200g/10min。

Claims (10)

1. 一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：可由下述方法制作：
A：聚苯硫醚复合材料的制作方法，由下列组分组成，按重量百分比计：
聚苯硫醚30-70％；聚丙烯接枝物0-20％；聚丙烯0-49％；尼龙10一30％；填料10-59％；偶联剂0.5-2％；抗氧剂0.1-1.5％；
上述各组分按重量％配方比例的总和为100％；将聚苯硫醚在140℃温度下干燥3-5小时；将尼龙在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量聚丙烯接枝物、聚丙烯、填料、偶联剂、抗氧剂，加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；通过双螺杆挤出造粒机进玻纤口加玻璃纤维充分熔融塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成聚苯硫醚复合材料；
B：将上述制作的聚苯硫醚复合材料在通用注塑机中按嵌件模具注塑成型为聚苯硫醚复合材料嵌件；
C：将制作好的聚苯硫醚复合材料嵌件放入塑料管件的模具中，通过注塑工艺一次性注塑成型为带有聚苯硫醚复合材料嵌件的塑料管件。
2. 根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述聚苯硫醚是对苯撑硫单元作为基本重复单元或与对苯撑硫单元一起含有间苯撑硫单元的树脂，该聚苯硫醚树脂通常采用二卤代芳香族化合物与硫源在有机极性溶剂中缩聚反应的方法制造的树脂，呈白色或淡黄色的粉状。
3. 根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述聚丙烯接枝物为均聚聚丙烯接枝物、共聚聚丙烯接枝物、高结晶聚丙烯接枝物，接枝物可以是马来酸酐，接枝率大于1.5％。
4. 根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、高结晶聚丙烯之中的一种或几种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述尼龙为粒状的尼龙6、尼龙46、尼龙66中之一种。
6.根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述填料包括玻璃纤维、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、玻璃微珠中的一种或几种混合物。玻璃纤维可以是E玻璃、H玻璃、A玻璃、C玻璃、天然石英玻璃、合成石英玻璃其中的一种，特别是米白色的、直径为4-30um的E玻璃或H玻璃。
7. 根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物，如KH550、KH560、KF570、A-143、A-186、黄酰叠氮硅烷、NDZ-101、OL-1618中的一种或几种的混合物。
8. 根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的一种或几种的混合物，其中适合用于本体系的酚类抗氧化剂优选1010，亚磷酸酯类有TNP、168、金属钝化剂有CI-09-367、MD1025或OABH中的一种或几种混合物。
9. 根据权利要求1或2所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：上述聚苯硫醚树脂为中等分子量，其熔融指数为5kg、316℃时，低于200g/10min。
10. 根据权利要求1所述的一种用聚苯硫醚合金材料嵌件的塑料管件的制作方法，其特征在于：由下列组分组成，按重量百分比计：
聚苯硫醚50-60％；聚丙烯接枝物5-10％；聚丙烯5-20％；尼龙15-20％；填料11-20％；偶联剂1-1.5％；抗氧剂0.8-1.0％；上述各组分按重量％配方比例的总和为100％。
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