CN101492550B - 微孔曝气管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微孔曝气管及其制作方法，属于水处理技术领域。该微孔曝气管由重量百分比为：橡胶粉65-75％、聚乙烯8-16％、EVA 7-12％、POE 8-15％、除藻剂0.05-0.15％的各成份组成。制作步骤包括加工胶粉、烘干、筛滤、混合、搅拌、成型、冷却。本发明在原料中合理添加EVA、POE，并适量添加除藻剂，使微孔曝气管不仅具有良好的物理机械性能，而且具有了理想的耐低温性能，从而可以始终保持曝气管的透气性，保证了本微孔曝气管具有较高的氧传递率，大大提高水底增氧效果，且增强了微孔曝气管的抗老化性，大大延长了曝气管的使用寿命。

Description

微孔曝气管

技术领域

本发明涉及一种微孔曝气管，同时还涉及微孔曝气管的制作方法，属于水处理技术领域。

背景技术

使用微孔曝气管做扩散器的增氧技术是一种增氧效果好、增氧能耗低、无污染、使用方便的技术，增氧能力远高于叶轮、水车等增氧方式，因此在水产养殖、活鱼运输、污水处理等行业得到推广应用。

检索发现，申请号为 200310105755.X、名称为《自闭式穿孔曝气管》的中国专利申请公开了一种曝气管，该管的原料重量组成为：乙酸-醋酸乙烯共聚物5-95份，聚烯烃5-95份，相容剂0.5-10份，化学交联剂0.5-5份，无机矿物填料5-35份，添加剂适量。为了曝气，需要在管壁上加工穿孔或切口，因此加工成本高，且加工孔难以保证分布均匀。

申请号为972122117的中国实用新型专利分别公开了以橡塑为主要原料制成的微孔多用管。这种微孔管无需打孔，其微孔自然形成，分布十分均匀。但实践证明，此类微孔管在使用中随外界温度改变硬度变化较大，因此作为曝气管使用，较容易堵塞和损坏。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种不仅具有足够强度和弹性，而且具有理想耐低温性能的微孔曝气管，从而使其在各种季节均具有良好的柔韧性和透气性，延长其使用寿命。

申请人经过深入研究发现，此类橡塑微孔管制品故有的冷固性是导致其柔韧性随季节变化的根本原因，而外界温度较低时，不仅微孔管本身变硬发脆，容易损坏，而且因失去应有的柔韧性和弹性，微孔就容易堵塞。因此，通过添加适当的改性成份使微孔管具有良好的耐候性是达到上述发明目的的关键。在经过反复实验和比较之后，申请人确定了本发明的微孔曝气管由主要原料和添加成份组成，

所述主要原料及其重量百分比为：

橡胶粉         65-75％

聚乙烯         8-16％

所述添加成份及其重量百分比为：

EVA  7-12％

POE  8-15％

在橡塑成本基础上添加EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)，可以在一定程度上增强曝气管柔软性、强韧性，改善耐低温性和抗老化性。而POE(聚烯烃热塑性弹性体)的结构式如下：

作为弹性体，POE中辛烯单体质量分数通常大于20％，其中聚乙烯段起物理交联点的作用。本发明通过添加POE，引入了合适量的辛烯，可以形成橡胶弹性的无定形区，因此与传统聚合方法制作的聚合物相比较，本发明具有很窄的相对分子量和短链分布，同时具有优异的物理机械性能——高弹性、高强度、高伸长率和良好的低温性能，又由于其分子链是饱和的，所含叔碳原子相对较少，因而又具有优异的耐老化和抗紫外线性能。

由此可见，在添加EVA的基础上合理添加POE，使本发明的微孔曝气管不仅具有良好的物理机械性能，而且具有了理想的耐低温性能，从而可以始终保持曝气管的透气性以及抗老化性，从而大大增强了曝气管的使用寿命。

本发明进一步的完善是，添加成份还包括重量百分比为0.05-0.15％的除藻剂，从而可以进一步使曝气管在水中具有消毒杀菌作用，藻类物质不易生成在管壁上，保障曝气管长期在水中不因长藻而阻塞。

本发明微孔曝气管的制作步骤如下：

第一步、混合

按以下重量百分比将各种原料混合

橡胶粉      65-75％

聚乙烯      8-16％

EVA         7-12％

POE         8-15％

第二步、搅拌

将混合好的以上原料在60-80℃下，搅拌均匀；

第三步、成型

将搅拌均匀的原料加入安装管型挤出口的挤塑机上挤出成型；

第四步、冷却

将从挤塑机挤出口挤出的成型管水浴冷却至常温，检测合格后收卷。

以上的橡胶粉可以按以下步骤制作，这样可以废物利用，既节约成本，又有利于环境保护：

一、磨粉

将90#废旧轮胎破碎除去钢丝，用磨粉机粉碎；

二、烘干

将粉碎后的胶粉置入烘干机，温度控制在70±5℃，干燥处理；

三、筛滤

用40-60目滤筛将烘干处理后的橡胶粉过筛。

本发明的上述工艺过程借助控温混料，可以使得各种成份的混合更为均匀，曝气管的透气一致性更好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的内表面局部放大图。

具体实施方式

实施例一本实施例的微孔曝气管如图1和图2所示，用60目左右含胶量大于40％的热固性高分子与热塑性树脂，在一定的温度下挤出成型，通过一定的配比以及选择不同目数的热固性高分子，来调节微孔管的孔径，正常孔径在60-10um。

由于在配方中添加了一定比例的EVA和POE，因此提高了曝气管的韧性及耐候性、耐用性，延长了使用寿命。EVA(乙烯一乙酸乙烯酯无规则共聚物)的特点是具有良好的柔软性、强韧性、耐低温性、耐应力开裂性、热合性、黏结性、透明性和光泽性。同时具有橡胶般的弹性，优良的抗臭氧性、无害性、良好的加工性和染色性，与胶粉有良好的掺和性。在工艺配方加入EVA(7～9)，大大增强了曝气管柔软性、强韧性以及耐低温，在低温下不变硬、搞臭氧性及防止管子老化。本发明解决了曝气管的低温变硬以及老化失去曝气功能的问题。POE(聚烯烃热塑性弹性体POE管能化)是一种作为弹性体，在POE中辛烯单体质量分数通常大于20％，其中聚乙烯段起物理交联点的作用。一定量辛烯的引入形成了呈现橡胶弹性的无定形区，与传统聚合方法制作的聚合物相比较，一方面它具有很窄的相对分子量分布和短链分布，在而具有优异的物理机械性能，高弹性、高强度、高伸长率和良好的低温性能，又由于其分子链是饱和的，所含叔碳原子相对较少，因而又具有优异的耐老化和抗紫外线性能，POE在本实施例的配方加入(10～12％)，使得所产的曝气管的微孔具有一定的弹性性能，是曝气管生产中前所未有的发明，改善曝气管的透气性能，由于它的耐老化性和紫外线性，从而大大增强了曝气管的使用寿命。由曝气管的材料配方特性，所得管体的多微孔具有一定的弹性，曝气更畅，不易阻塞。

本实施例还在配料中加有一定除藻剂及纳米物质，使曝气管在水中具有消毒杀菌作用，藻类物质不宜生成在管壁上，保障曝气管长期在水中不阻塞、不长藻。

具体的工艺过程如下：

第一步、加工胶粉——用90#废旧轮胎，破碎除去钢丝，用磨粉机粉碎。

第二步、烘干——将粉碎后的胶粉置入烘干机，温度控制在70℃，进行干燥处理。

第三步、筛滤——用滤筛将烘干处理后的橡胶粉过滤至40-60目胶粉。

第四步、混合——按以下重量百分比将各种原料混合

橡胶粉  65-75％

聚乙烯  8-16％

EVA     7-9％

POE     10-12％

除藻剂  0.05-0.15％

第五步、搅拌——将混合好的以上原料加入控温搅拌机，在60-80℃下，搅拌半小时，使以上各原料搅拌均匀。

第六步、成型——将以上搅拌均匀的原料加入安装管型挤出口的挤塑机上挤出成型。

第七步、冷却——将从挤塑机挤出口挤成型的管子置于水浴槽内，使成型管通过水冷法冷却至常温，检测合格后收卷。

本实施例的产品与常规塑料挤出产品具有不同的内部结构和性能，挤出工艺有必要改进和优化。通过实践摸索，为保证产品的一致性和均匀性，宜采用五段加热的塑料挤出机(例如SJ65型挤塑机)，长径比25∶1-28∶1。此类塑料挤出机各加热段中点以及挤出口分别设有控温传感器件。五段加热的各中点温度分别控制在：第一段50±8℃，使配料逐步融溶；第二段70±8℃，使配料进一步融溶；第三段70±8℃，使配料达到完全胶溶，确保配料混合性均匀；第四段100±3℃，保持基本恒定，充分混合配料，并逐步定型；第五段缓慢降温至95±5℃，通过此段温控可以选择性生产出每米气体流量为0.01-0.2立方米/每小时的曝气管，以便适配不同的气源，温降越低，得到的产品每米每小时气体流量越大，反之就小；最后控制模头出口温度150±5℃，以获得光洁的表面质量。

实验证明，本实施例的曝气管经过上述工艺过程的加工，与原有产品相比较，性能指标有了大幅提高。在耐候性方面，原有产品在环境温度达到5摄氏度以下时，管体变硬，零下五摄氏度以下管体变脆，使曝气管难于达到正常工作的效能；而本实施例的曝气管在上述环境温度下，仍然具有弹性及柔软性，能达到正常工作的效能。在透气性方面，原有产品曝气管当管体表面有阻塞物阻碍曝气时，为曝气管加大透气压力后阻塞物不能被去除；而本实施例的曝气管当出现此类现象时，通过适当加大压力便可去除阻塞物，从而达到提高透气性的目的。鉴于上述特征，原有产品曝气管在使用两年后便会出现老化破损，而影响使用寿命；本曝气管因其科学的配方及合理的工艺手段，使用两年后管体仍能保持柔软透气，从而大大延长了曝气管使用寿命。

Claims (7)

1.一种微孔曝气管，由主要原料和添加成份组成，

所述主要原料及其重量百分比为：

橡胶粉    65-75％

聚乙烯    8-16％

所述添加成份及其重量百分比为：

EVA       7-12％

POE       8-15％。

2.根据权利要求1所述微孔曝气管，其特征在于：所述添加成份及其重量百分比具体为EVA 7～9％，POE 10～12％。

3.一种微孔曝气管的制作方法，包括以下步骤：

第一步、混合

按以下重量百分比将各种原料混合

橡胶粉    65-75％

聚乙烯    8-16％

EVA       7-12％

POE       8-15％

第二步、搅拌

将混合好的以上原料在60-80℃下，搅拌均匀；

第三步、成型

将搅拌均匀的原料加入安装管型挤出口的挤塑机上挤出成型；

第四步、冷却

将从挤塑机挤出口挤出的成型管水浴冷却至常温，检测合格后收卷。

4.根据权利要求3所述的微孔曝气管的制作方法，其特征在于：所述橡胶粉按以下步骤制备：

一、磨粉

将90#废旧轮胎破碎除去钢丝，用磨粉机粉碎；

二、烘干

将粉碎后的胶粉置入烘干机，温度控制在70±5℃，干燥处理；

三、筛滤

用40-60目滤筛将烘干处理后的橡胶粉过筛。

5.根据权利要求3或4所述的微孔曝气管的制作方法，其特征在于：所述第三步中采用五段加热塑料挤出机，所述五段加热的温度控制为：第一段50±8℃，第二段70±8℃，第三段70±8℃，第四段100±3℃，第五段95±5℃。

6.根据权利要求5所述的微孔曝气管的制作方法，其特征在于：所述五段加热塑料挤出机的模头出口温度控制在150±5℃。

7.根据权利要求6所述的微孔曝气管的制作方法，其特征在于：所述五段加热塑料挤出机的长径比25∶1-28∶1。

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