CN105504587A - 一种石墨烯pvc排水管及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯pvc排水管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯PVC排水管及其制备方法。本发明高强度耐磨石墨烯PVC排水管由硬质聚氯乙烯75％-80％、助剂20％-15％、碳酸钙3％-5％、石墨烯0.5％-1％制备而得。本发明制备过程经过混合加入偶联剂得到改性混合物B，最后将改性混合物B通过定量加料、熔融挤出、模具成型、冷却定型、牵引、喷印标识、定长切割，制得石墨烯PVC排水管。本发明石墨烯PVC排水管大大提高了原有的强度、耐磨度、耐温性、耐寒性、防腐性、防静电性、克服了PVC管在低温下强度低易断或裂纹、降低了管道磨损率、避免管道内壁静电引起附着的沉积物，防止管道堵塞的可能性，极大的提高了管道使用寿命，对管道行业来说是创新型革命。

Description

一种石墨烯PVC排水管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PVC管的制造技术，具体地说是一种石墨烯PVC排水管及其制备方法。
背景技术
石墨烯是一种二维的单层碳原子结构材料，它不仅是世界上最强、最坚硬、最薄的物质，同时由于它在已知的材料中电阻率最小、导热系数最高，因此也是最理想的电极和半导体材料，被认为可以引发很多材料的性能和质量，创新性的改变。
聚氯乙烯PVC是目前世界上应用非常广泛，与木村、钢铁相比，PVC具有高弹性、耐寒、耐磨、光洁度好等优点，世界上PVC应用比例大致为：建筑塑料制占65％，包装8％，电气与电子7％，家俱及装饰占5％，一般消费4％，其它11％。PVC由于化学稳定性高，可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯PVC的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材,由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。在日常生活中，聚氯乙烯PVC用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等。聚氯乙烯PVC具有较高的机械强度和较好的耐蚀性,可用于制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔、气体液体输送管，还可代替其它耐蚀材料制造贮槽、离心泵、通风机和接头等。当增塑剂加入量达30％～40％时，便制得软质聚氯乙烯，其延伸率高，制品柔软，并具有良好的耐蚀性和电绝缘性，常制成薄膜，用于工业包装、农业育秧和日用雨衣、台布等，还可用于制作耐酸碱软管、电缆包皮、绝缘层等。PVC材料用途极广，具有加工性能良好，制造成本低，耐腐蚀，绝缘等良好特点.
发明内容
本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种石墨烯PVC排水管及其制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯PVC排水管，包括硬质聚氯乙烯75％-80％、助剂15-20％、碳酸钙3％-5％、石墨烯0.5％-1％，采用上述材料等制得。
进一步的，所述硬质聚氯乙烯为粉末状硬质聚氯乙烯。
进一步的，所述助剂包括CZ-1液体钙锌稳定剂、PVC加工助剂ACR粉末、CR-988金红石型二氧化钛粉末、TLZJ-903偶联剂粉末。
进一步的，所述碳酸钙为纳米级碳酸钙粉末状。
进一步的，所述石墨烯为5-10层纳米级石墨烯粉。
进一步的，本发明还提供了石墨烯PVC排水管的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量比称取硬质聚氯乙烯、助剂、碳酸钙、以及石墨烯。
2)将所述助剂钙锌稳定剂和石墨烯倒入混合机内充分混合，再倒入桶内，储备石墨烯钙锌混合浆料；
3)将上述已称取的硬质聚氯乙烯，倒入混合机内进行搅拌；
4)当步骤3)中硬质聚氯乙烯搅拌相互摩擦温度上升至60℃时，加入步骤2)石墨烯钙锌稳定混合浆料、PVC加工助剂ACR粉末、二氧化钛粉末；
5)当步骤4)中混合物搅拌摩擦温度上升至80℃时，加入碳酸钙；
6)当步骤5)中混合物搅拌摩擦温度上升至120℃时，停止搅拌，得到混合物A，并转入低速降温混合机内，加入偶联剂粉末进行慢速降温搅拌，混合搅拌温度下降至50℃时，过滤，置入储料桶内，制得改性混合物B；
7)将改性混合物B通过定量加料、熔融挤出、模具成型、冷却定型、牵引、喷印标识、定长切割，制得石墨烯PVC排水管。
所述硬质聚氯乙烯为粉末体。
所述钙锌稳定剂为CZ-1液体钙锌稳定剂，所述二氧化钛粉末为R-988金红石型二氧化钛粉末，所述偶联剂粉末为-903偶联剂粉末。
所述碳酸钙为纳米级粉末体。
所述石墨烯为5-10层石墨烯粉末。
本发明石墨烯PVC排水管及其制备方法与现有技术相比，所产生的有益效果是：(1)本发明石墨烯PVC排水管具有高强度耐磨性能，实用性大大增加。
(2)本发明技术保留了原有成熟的管道工艺技术。
(3)本发明改善了PVC管道强度低、耐磨性低、耐温性低、耐寒性低等问题，大大改善了PVC管道强度和实用寿命。
(4)本发明克服了管道铺设后使用过程中静电而引起管道内壁沉积结垢问题，消除了管道堵塞问题，极大的提高了管道强度和畅通性，延长了使用寿命。
(5)本发明是管道行业技术当中一次飞跃升级和变革性的创新突破。
具体实施方式；
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
下面对本发明一种石墨烯PVC排水管及其制备方法作以下详细地说明。
一制备过程
本发明一种石墨烯PVC排水管，该PVC排水管包括以下原料；硬质聚氯乙烯70-80％，助剂15％-20％,碳酸钙1-2％，石墨烯0.5-1％。所述助剂包括CZ-1液体钙锌稳定剂、PVC加工助剂ACR粉末、CR-988金红石型二氧化钛粉末、TLZJ-903偶联剂粉末。所述碳酸钙为纳米级粉末体，所述石墨烯为5-10层石墨烯粉末，所述硬质聚氯乙烯为粉末体。
上述高强度耐磨石墨烯PVC排水管制备方法是按照以下步骤进行的：
1)按重量比称取硬质聚氯乙烯、助剂、碳酸钙、以及石墨烯。
2)首先加工石墨烯与CZ-1液体钙锌稳定剂混合浆料，将上述助剂当中已称取的CZ-1液体钙锌稳定剂液体和石墨烯纳米粉倒入混合机内进行充分混合后，倒入桶里制得石墨烯钙锌助剂混合浆料；
3)将上述已称取的硬质聚氯乙烯，倒入混合机内进行搅拌；
4)当步骤3)中硬质聚氯乙烯在混合机内搅拌时候相互摩擦温度上升至60℃时，加入石墨烯钙锌稳定剂混合浆料、PVC加工助剂ACR粉末、金CR-988金红石型二氧化钛粉末，继续搅拌；
5)当步骤4)中混合物搅拌摩擦温度上升至80℃时，加入碳酸钙粉末；
6)当步骤5)中混合物搅拌摩擦温度上升至120℃时，形成混合物A，将混合物A转入低速降温混合机内，加入TLZJ-903偶联剂粉末进行慢速搅拌，混合物搅拌温度下降至50℃时，进行过滤，放入储料桶制得反应后改性混合物B；
7)将步骤6)中B混合物定量加料→熔融挤出→模具成型→冷却定型→牵引→喷印标识→定长切割可制得石墨烯PVC排水管。
二、表征数据
将本发明的石墨烯PVC排水管与现有技术的PVC管道进行比较。
(1)管道性能数据如表1：
如表1所示，高强度耐磨石墨烯PVC排水管拉力度、压力度、弯曲弹性模数、比尔诺硬度都显示出了极大的提高。
(2)性能强度试验，测试方法采用GB/T451.2，GB/T451.3
由上述比较得知，石墨烯PVC排水管大大提高了原有的拉力强度、压力强度、冲击、弯曲性模数、比尔诺硬度、克服了PVC管在低温下强度低易断或裂纹、提高了耐磨度降低了管道磨损率、消除了管道内壁静电引起附着沉积物的产生，极大的提高了管道使用寿命，对管道行业来说是创新型革命。
尽管上面对本发明的优选实例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯PVC排水管，其特征在于：包括硬质聚氯乙烯75％-80％、助剂20％-15％、碳酸钙3％-5％、石墨烯0.5％-1％。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯PVC排水管，其特征在于：所述硬质聚氯乙烯为粉末状硬质聚氯乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯PVC排水管，其特征在于：所述助剂包括CZ-1液体钙锌稳定剂、PVC加工助剂ACR粉末、CR-988金红石型二氧化钛粉末、TLZJ-903偶联剂粉末。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯PVC排水管，其特征在于：所述碳酸钙为纳米级碳酸钙粉末状。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯PVC排水管，其特征在于：所述石墨烯为5-10层纳米级石墨烯粉。
6.根据权利要求1至5所述的一种石墨烯PVC排水管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按重量比称取硬质聚氯乙烯、助剂、碳酸钙、以及石墨烯。
2)将所述助剂钙锌稳定剂和石墨烯倒入混合机内充分混合，再倒入桶内，储备石墨烯钙锌混合浆料；
3)将上述已称取的硬质聚氯乙烯，倒入混合机内进行搅拌；
4)当步骤3)中硬质聚氯乙烯搅拌相互摩擦温度上升至60℃时，加入步骤3)石墨烯钙锌稳定混合浆料、PVC加工助剂ACR粉末、二氧化钛粉末；
5)当步骤4)中混合物搅拌摩擦温度上升至80℃时，加入碳酸钙；
6)当步骤5)中混合物搅拌摩擦温度上升至120℃时，停止搅拌，得到混合物A，并转入低速降温混合机内，加入偶联剂粉末进行慢速降温搅拌，混合搅拌温度下降至50℃时，过滤，置入储料桶内，制得改性混合物B；
7)将改性混合物B通过定量加料、熔融挤出、模具成型、冷却定型、牵引、喷印标识、定长切割，制得石墨烯PVC排水管。。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯PVC排水管的制备方法，其特征在于：所述硬质聚氯乙烯为粉末体。
8.根据权利要求6所述的一种高强度耐磨石墨烯PVC排水管的制备方法，其特征在于：所述钙锌稳定剂为CZ-1液体钙锌稳定剂，所述二氧化钛粉末为R-988金红石型二氧化钛粉末，所述偶联剂为-903偶联剂粉末。
9.根据权利要求6所述的一种高强度耐磨石墨烯PVC排水管的制备方法，其特征在于：所述碳酸钙为纳米级粉末体。
10.根据权利要求6所述的一种高强度耐磨石墨烯PVC排水管的制备方法，其特征在于：所述石墨烯为5-10层石墨烯粉末。
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