CN108034109A - 一种抗冲击塑料阀门材料的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗冲击塑料阀门材料的制备方法及其应用，该方法采用将氯化石蜡、水合氧化铝、氧化铬、钛白粉进行球磨，再将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物加入次氯酸钠溶液超声震荡，调节pH后加入液体石蜡搅拌混合，随后将混合液加热，加入球磨混合物得到次级混合液，随后加入交联剂、抗氧剂，经螺杆挤出机得到挤出料，最后通过合流芯和模头造型，得到产品。制备而成的塑料阀门材料，其抗冲击能力强，且耐老化性能好，在给排水工程中具有良好的应用前景。

Description

一种抗冲击塑料阀门材料的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及塑料材料这一技术领域，特别涉及到一种抗冲击塑料阀门材料的制备方法及其应用。
背景技术
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。在生产技术与工艺上，阀门中较为成熟的是金属阀门，市场上较为常见的有不锈钢阀门以及铜阀门，稍微低端的产品中也有铸铁阀门，但是现有的金属阀门存在相当多的缺陷，金属阀门在长期使用过程中，极其容易发生腐蚀、生锈、镀层剥落等问题，用于制造金属阀门的合金中的铅、锡等重金属会逐渐渗透进家庭用水中，对生活用水造成污染，直接影响人们的身体健康。因此，塑料阀门的应用就逐步普及开来。
国际上塑料阀门的类型主要有球阀、蝶阀、止回阀、隔膜阀、闸阀和截止阀等，结构形式主要有两通、三通和多通阀门，原料主要有 ABS、PVC-U、PVC-C、PB、PE、PP和PVDF等。塑料阀门虽然安全性高，但是其性能往往难以满足需要，尤其是抗冲击性方面有所欠缺，对于其应用前景造成了很大的影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗冲击塑料阀门材料的制备方法及其应用，该方法采用将氯化石蜡、水合氧化铝、氧化铬、钛白粉进行球磨，再将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯- 丁二烯-苯乙烯共聚物加入次氯酸钠溶液超声震荡，调节pH后加入液体石蜡搅拌混合，随后将混合液加热，加入球磨混合物得到次级混合液，随后加入交联剂、抗氧剂，经螺杆挤出机得到挤出料，最后通过合流芯和模头造型，得到产品。制备而成的塑料阀门材料，其抗冲击能力强，且耐老化性能好，在给排水工程中具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗冲击塑料阀门材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氯化石蜡22-26份、水合氧化铝17-19份、氧化铬6-8 份、钛白粉4-6份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨完成后将球磨产物过200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯30-36份、丙烯酸树脂15-25份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物8-12份混合，加入等质量的浓度为 1％的次氯酸钠溶液超声震荡，再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH 至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至160-180℃，再加入步骤(1)所得的球磨混合物，在800-900转/分钟的速率下搅拌80-90 分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入交联剂3-5份、抗氧剂3-5份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为60-80转/分钟，料筒温度为200-220℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在180-190℃，模头的温度为225-235℃。
优选地，所述步骤(1)中球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250W，球磨时间为40-50分钟。
优选地，所述步骤(2)中超声震荡时间为40-50分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃。
优选地，所述步骤(4)中的交联剂选自过氧化二异丙苯、三甲氧基乙烯基硅、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种。
优选地，所述步骤(4)中的抗氧剂选自硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸苯二异癸酯、2,6-二叔丁基对硝基苯酚中的任意一种。
进一步的，本发明还公开了所述制备方法得到的抗冲击塑料阀门材料在给排水工程中的应用。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的抗冲击塑料阀门材料的制备方法采用将氯化石蜡、水合氧化铝、氧化铬、钛白粉进行球磨，再将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入次氯酸钠溶液超声震荡，调节pH后加入液体石蜡搅拌混合，随后将混合液加热，加入球磨混合物得到次级混合液，随后加入交联剂、抗氧剂，经螺杆挤出机得到挤出料，最后通过合流芯和模头造型，得到产品。制备而成的塑料阀门材料，其抗冲击能力强，且耐老化性能好，在给排水工程中具有良好的应用前景。
(2)本发明采用了氯化石蜡、水合氧化铝、氧化铬、钛白粉这几种原料与初级混合液混合，随后进行螺杆挤出，对塑料阀门材料进行了有效的改性，虽然这些改性过程中所用材料并非首次应用于塑料阀门材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的塑料阀门材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
(1)将氯化石蜡22份、水合氧化铝17份、氧化铬6份、钛白粉4份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250W，球磨时间为40分钟，球磨完成后将球磨产物过 200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯30份、丙烯酸树脂15份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物8份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，超声震荡时间为40分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃，超声处理完成后再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至160℃，再加入步骤 (1)所得的球磨混合物，在800转/分钟的速率下搅拌80分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入过氧化二异丙苯3份、硫代二丙酸二月桂酯3份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为60转/分钟，料筒温度为200℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在180℃，模头的温度为225℃。
制得的抗冲击塑料阀门材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)将氯化石蜡24份、水合氧化铝18份、氧化铬7份、钛白粉5份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250W，球磨时间为45分钟，球磨完成后将球磨产物过 200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯33份、丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，超声震荡时间为45分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃，超声处理完成后再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至170℃，再加入步骤 (1)所得的球磨混合物，在850转/分钟的速率下搅拌85分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入三甲氧基乙烯基硅4份、亚磷酸苯二异癸酯4份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为70转/分钟，料筒温度为210℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在185℃，模头的温度为230℃。
制得的抗冲击塑料阀门材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将氯化石蜡26份、水合氧化铝19份、氧化铬8份、钛白粉6份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250W，球磨时间为50分钟，球磨完成后将球磨产物过 200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯36份、丙烯酸树脂25份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物12份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，超声震荡时间为50分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃，超声处理完成后再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至180℃，再加入步骤 (1)所得的球磨混合物，在900转/分钟的速率下搅拌90分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份、2,6- 二叔丁基对硝基苯酚5份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为80转/分钟，料筒温度为220℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在190℃，模头的温度为235℃。
制得的抗冲击塑料阀门材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)将水合氧化铝18份、氧化铬7份、钛白粉5份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250W，球磨时间为45分钟，球磨完成后将球磨产物过200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯33份、丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，超声震荡时间为45分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃，超声处理完成后再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至170℃，再加入步骤 (1)所得的球磨混合物，在850转/分钟的速率下搅拌85分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入三甲氧基乙烯基硅4份、亚磷酸苯二异癸酯4份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为70转/分钟，料筒温度为210℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在185℃，模头的温度为230℃。
制得的塑料阀门材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将氯化石蜡24份、氧化铬7份、钛白粉5份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250W，球磨时间为45分钟，球磨完成后将球磨产物过200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯33份、丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，超声震荡时间为45分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃，超声处理完成后再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至170℃，再加入步骤 (1)所得的球磨混合物，在850转/分钟的速率下搅拌85分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入三甲氧基乙烯基硅4份、亚磷酸苯二异癸酯4份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为70转/分钟，料筒温度为210℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在185℃，模头的温度为230℃。
制得的塑料阀门材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
(1)将氯化石蜡24份、水合氧化铝18份、钛白粉5份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250 W，球磨时间为45分钟，球磨完成后将球磨产物过200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯33份、丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，超声震荡时间为45分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃，超声处理完成后再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至170℃，再加入步骤 (1)所得的球磨混合物，在850转/分钟的速率下搅拌85分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入三甲氧基乙烯基硅4份、亚磷酸苯二异癸酯4份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为70转/分钟，料筒温度为210℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在185℃，模头的温度为230℃。
制得的塑料阀门材料的性能测试结果如表1所示。
对比例4
(1)将氯化石蜡24份、水合氧化铝18份、氧化铬7份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250 W，球磨时间为45分钟，球磨完成后将球磨产物过200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯33份、丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，超声震荡时间为45分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃，超声处理完成后再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至170℃，再加入步骤 (1)所得的球磨混合物，在850转/分钟的速率下搅拌85分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入三甲氧基乙烯基硅4份、亚磷酸苯二异癸酯4份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为70转/分钟，料筒温度为210℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在185℃，模头的温度为230℃。
制得的塑料阀门材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-3和对比例1-4的制得的塑料阀门材料分别进行缺口冲击强度、黄变指数、高温老化程度这几项性能测试。
表1
本发明的塑料阀门材料的制备方法采用将氯化石蜡、水合氧化铝、氧化铬、钛白粉进行球磨，再将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入次氯酸钠溶液超声震荡，调节pH后加入液体石蜡搅拌混合，随后将混合液加热，加入球磨混合物得到次级混合液，随后加入交联剂、抗氧剂，经螺杆挤出机得到挤出料，最后通过合流芯和模头造型，得到产品。制备而成的塑料阀门材料，其抗冲击能力强，且耐老化性能好，在给排水工程中具有良好的应用前景。并且，本发明采用了氯化石蜡、水合氧化铝、氧化铬、钛白粉这几种原料与初级混合液混合，随后进行螺杆挤出，对塑料阀门材料进行了有效的改性，虽然这些改性过程中所用材料并非首次应用于塑料阀门材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的塑料阀门材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种抗冲击塑料阀门材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氯化石蜡22-26份、水合氧化铝17-19份、氧化铬6-8份、钛白粉4-6份加入到高速球磨机中进行球磨，球磨完成后将球磨产物过200目筛，得到球磨混合物；
(2)将高密度聚乙烯30-36份、丙烯酸树脂15-25份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物8-12份混合，加入等质量的浓度为1％的次氯酸钠溶液超声震荡，再加入浓度为10％的NaHCO3溶液调节pH至8.0，然后加入液体石蜡20份，搅拌30分钟，得到初级混合液；
(3)将步骤(2)所得的初级混合液加热至160-180℃，再加入步骤(1)所得的球磨混合物，在800-900转/分钟的速率下搅拌80-90分钟，得到次级混合液；
(4)向次级混合液中加入交联剂3-5份、抗氧剂3-5份，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，调节螺杆挤出机的螺杆转速为60-80转/分钟，料筒温度为200-220℃，得到挤出料；
(5)将步骤(4)所得的挤出料通过合流芯和模头造型，得到产品，合流芯的温度控制在180-190℃，模头的温度为225-235℃。
2.根据权利要求1所述的抗冲击塑料阀门材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨机的球料比为20:1，球磨机功率为250W，球磨时间为40-50分钟。
3.根据权利要求1所述的抗冲击塑料阀门材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中超声震荡时间为40-50分钟，超声功率为200W，超声温度为60℃。
4.根据权利要求1所述的抗冲击塑料阀门材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的交联剂选自过氧化二异丙苯、三甲氧基乙烯基硅、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的抗冲击塑料阀门材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的抗氧剂选自硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸苯二异癸酯、2,6-二叔丁基对硝基苯酚中的任意一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述制备方法得到的抗冲击塑料阀门材料在给排水工程中的应用。
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