CN108395645A - 一种耐腐蚀污水排水管材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀污水排水管材料及其制备方法，涉及管道材料领域，包括聚氯乙烯60‑70份、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物20‑30份、聚丙烯酸酯20‑30份、邻苯二甲酸二辛酯4‑10份、癸二酸二辛酯3‑8份、重质碳酸钙15‑20份、硫酸钡8‑16份、赤泥6‑13份、改性玻璃纤维8‑15份、玻璃微珠5‑10份、聚戊二酰亚胺3‑8份、纳米二氧化钛4‑7份、硬脂酸镁2‑5份、硬脂酸钙2‑5份、钛酸酯偶联剂2.5‑5份等重量份计的原料；本发明材料理化性质稳定，具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、耐温性和抗机械冲击能力，耐污水中的化学物质腐蚀，使用寿命长。

Description

一种耐腐蚀污水排水管材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及管道材料领域，具体涉及一种耐腐蚀污水排水管材料及其制备方法。
背景技术
同我国建筑给水排水专业的发展一样，我国给水管材也经历了品种单一，缓慢发展的过去，传统排水管道多使用不镀锌钢管(黑铁管)和镀锌钢管，现在已经被多数地方淘汰。为节省钢材，上世纪推广使用的钢筋混凝土管可承受较高的工作压力，耐腐蚀、价格低廉、经久耐用，不会减少水管的排水能力，但是具有自身重量大，质地硬而脆，怕碰撞，接口易渗漏，安装难和维修难的缺点。现多使用塑料管，塑料管具有较好的防腐与抗震能力，有一定的抗拉、抗弯曲的弹性，但是存在质地脆，易腐蚀易老化的缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耐腐蚀污水排水管材料及其制备方法，本发明排水管材料理化性质稳定，具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、耐温性和抗机械冲击能力，耐污水中的化学物质腐蚀，使用寿命长。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种耐腐蚀污水排水管材料，包括以下重量份计的原料：
聚氯乙烯60-70份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物20-30份、聚丙烯酸酯20-30份、邻苯二甲酸二辛酯4-10份、癸二酸二辛酯3-8份、重质碳酸钙15-20份、硫酸钡8-16份、赤泥6-13份、改性玻璃纤维8-15份、玻璃微珠5-10份、聚戊二酰亚胺3-8份、纳米二氧化钛4-7份、硬脂酸镁2-5份、硬脂酸钙2-5份、钛酸酯偶联剂2.5-5份、阻燃剂1.8-3.6份、稳定剂1.5-4.2份、交联剂1.2-3.6份和抗氧化剂2.3-4.5份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚氯乙烯65份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物26份、聚丙烯酸酯24份、邻苯二甲酸二辛酯8份、癸二酸二辛酯6份、重质碳酸钙17份、硫酸钡12份、赤泥10份、改性玻璃纤维12份、玻璃微珠8份、聚戊二酰亚胺6份、纳米二氧化钛5.5份、硬脂酸镁3份、硬脂酸钙3.5份、硅烷偶联剂3.8份、阻燃剂3.2份、稳定剂3.6份、交联剂2.8份和抗氧化剂3.8份。
优选地，所述改性玻璃纤维的制备方法为：向玻璃纤维中及其入相当于其重量3-6％γ-氨丙基三乙氧基和2-5％三乙醇胺，控温至38-45摄氏度，以2000-3000转/分钟的速度，搅拌30-40分钟，烘干粉碎至颗粒粒径为300-500目，即得所述改性玻璃纤维。
优选地，所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯和四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或几种结合。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁按照质量比3:1混合组成。
优选地，所述稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅和二盐基性苯二甲酸铅按照质量比1:1:2混合组成。
优选地，所述交联剂为叔丁基过氧化物、异苯丙过氧化物和二酰基过氧化物中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述耐腐蚀污水排水管材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照耐腐蚀污水排水管材料的重量份数称取各组分；
(2)将重质碳酸钙、硫酸钡、赤泥、硬脂酸镁和硬脂酸钙混合投入研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200-400目，得混合粉末；
(3)向混合粉末中加入邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、改性玻璃纤维、玻璃微珠、聚戊二酰亚胺、纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、阻燃剂、稳定剂、交联剂和抗氧化剂，控温至40-50摄氏度，以1500-2000转/分钟的速度，搅拌30-40分钟，至混合均匀，得混合浆料；
(4)将聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯混合加入高速剪切机中，升温至120-130摄氏度，高速剪切15-20分钟后，缓慢向其中加入步骤(3)制得的混合浆料，加料结束后，继续高速剪切20-30分钟；
(5)将步骤(4)制得的混合物料加入密炼机中密炼，密炼温度100-110摄氏度，密炼时间5-10分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度130-150摄氏度，粒料自然冷却，经筛选计量后包装，即得所述耐腐蚀污水排水管材料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明排水管材料理化性质稳定，具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、耐温性和抗机械冲击能力，耐污水中的化学物质腐蚀，使用寿命长。
(2)本发明选用聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯三种高分子聚合物作为主要原料，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚丙烯酸酯联合作用与聚氯乙烯具有良好的相容性，可以改善聚氯乙烯柔韧性低，脆碎性高的缺点，提高了产品加工的流动性，生产出的产品具有较好的耐化学药品性、耐磨性和耐老化性。
(3)本发明原料中添加有改性玻璃纤维，玻璃纤维可以提高材料的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性和机械强度，但是玻璃纤维与高分子化合物表面结合力不够，分散不均匀，改性后的玻璃纤维增强了与材料中有机聚合物的相容性和分散性，使材料结构更加稳定，致密性更高。
(4)本发明原料中添加有玻璃微珠，玻璃微珠具有良好的强度和化学稳定性，添加到材料中，可以增强材料的抗机械性能。
(5)本发明中原料添加硬脂酸镁和硬脂酸钙，硬脂酸镁和硬脂酸钙具有润滑作用，有助与材料制备过程中的挤出造粒。
(6)本发明制备方法工艺流程清楚简易，制备条件经过优化，生产出的产品质量优异，无危险易爆易燃操作，生产安全，原料成本低，易规模化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种耐腐蚀污水排水管材料，包括以下重量份计的原料：
聚氯乙烯60份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物20份、聚丙烯酸酯20份、邻苯二甲酸二辛酯4份、癸二酸二辛酯3份、重质碳酸钙15份、硫酸钡8份、赤泥6份、改性玻璃纤维8份、玻璃微珠5份、聚戊二酰亚胺3份、纳米二氧化钛4份、硬脂酸镁2份、硬脂酸钙2份、钛酸酯偶联剂2.5份、阻燃剂1.8份、稳定剂1.5份、交联剂1.2份和抗氧化剂2.3份。
改性玻璃纤维的制备方法为：向玻璃纤维中及其入相当于其重量3％γ-氨丙基三乙氧基和2％三乙醇胺，控温至38摄氏度，以2000转/分钟的速度，搅拌30分钟，烘干粉碎至颗粒粒径为300目，即得所述改性玻璃纤维。
钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。
阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁按照质量比3:1混合组成。
稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅和二盐基性苯二甲酸铅按照质量比1:1:2混合组成。
交联剂为叔丁基过氧化物。
抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂。
本实施例中还公开了一种上述耐腐蚀污水排水管材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照耐腐蚀污水排水管材料的重量份数称取各组分；
(2)将重质碳酸钙、硫酸钡、赤泥、硬脂酸镁和硬脂酸钙混合投入研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200目，得混合粉末；
(3)向混合粉末中加入邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、改性玻璃纤维、玻璃微珠、聚戊二酰亚胺、纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、阻燃剂、稳定剂、交联剂和抗氧化剂，控温至40摄氏度，以1500转/分钟的速度，搅拌30分钟，至混合均匀，得混合浆料；
(4)将聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯混合加入高速剪切机中，升温至120摄氏度，高速剪切15分钟后，缓慢向其中加入步骤(3)制得的混合浆料，加料结束后，继续高速剪切20分钟；
(5)将步骤(4)制得的混合物料加入密炼机中密炼，密炼温度100摄氏度，密炼时间5分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度130摄氏度，粒料自然冷却，经筛选计量后包装，即得所述耐腐蚀污水排水管材料。
实施例2
一种耐腐蚀污水排水管材料，包括以下重量份计的原料：
聚氯乙烯70份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物30份、聚丙烯酸酯30份、邻苯二甲酸二辛酯10份、癸二酸二辛酯8份、重质碳酸钙20份、硫酸钡16份、赤泥13份、改性玻璃纤维15份、玻璃微珠10份、聚戊二酰亚胺8份、纳米二氧化钛7份、硬脂酸镁5份、硬脂酸钙5份、钛酸酯偶联剂5份、阻燃剂3.6份、稳定剂4.2份、交联剂3.6份和抗氧化剂4.5份。
改性玻璃纤维的制备方法为：向玻璃纤维中及其入相当于其重量6％γ-氨丙基三乙氧基和5％三乙醇胺，控温至45摄氏度，以3000转/分钟的速度，搅拌40分钟，烘干粉碎至颗粒粒径为500目，即得所述改性玻璃纤维。
钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁按照质量比3:1混合组成。
稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅和二盐基性苯二甲酸铅按照质量比1:1:2混合组成。
交联剂为异苯丙过氧化物。
抗氧剂为N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
本实施例中还公开了一种上述耐腐蚀污水排水管材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照耐腐蚀污水排水管材料的重量份数称取各组分；
(2)将重质碳酸钙、硫酸钡、赤泥、硬脂酸镁和硬脂酸钙混合投入研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为400目，得混合粉末；
(3)向混合粉末中加入邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、改性玻璃纤维、玻璃微珠、聚戊二酰亚胺、纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、阻燃剂、稳定剂、交联剂和抗氧化剂，控温至50摄氏度，以2000转/分钟的速度，搅拌40分钟，至混合均匀，得混合浆料；
(4)将聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯混合加入高速剪切机中，升温至130摄氏度，高速剪切20分钟后，缓慢向其中加入步骤(3)制得的混合浆料，加料结束后，继续高速剪切30分钟；
(5)将步骤(4)制得的混合物料加入密炼机中密炼，密炼温度110摄氏度，密炼时间5-10分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度150摄氏度，粒料自然冷却，经筛选计量后包装，即得所述耐腐蚀污水排水管材料。
实施例3
一种耐腐蚀污水排水管材料，包括以下重量份计的原料：
聚氯乙烯65份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物26份、聚丙烯酸酯24份、邻苯二甲酸二辛酯8份、癸二酸二辛酯6份、重质碳酸钙17份、硫酸钡12份、赤泥10份、改性玻璃纤维12份、玻璃微珠8份、聚戊二酰亚胺6份、纳米二氧化钛5.5份、硬脂酸镁3份、硬脂酸钙3.5份、硅烷偶联剂3.8份、阻燃剂3.2份、稳定剂3.6份、交联剂2.8份和抗氧化剂3.8份。
改性玻璃纤维的制备方法为：向玻璃纤维中及其入相当于其重量5％γ-氨丙基三乙氧基和3％三乙醇胺，控温至42摄氏度，以2600转/分钟的速度，搅拌36分钟，烘干粉碎至颗粒粒径为400目，即得所述改性玻璃纤维。
钛酸酯偶联剂为四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯。
阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁按照质量比3:1混合组成。
稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅和二盐基性苯二甲酸铅按照质量比1:1:2混合组成。
交联剂为二酰基过氧化物。
抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
本实施例中还公开了一种上述耐腐蚀污水排水管材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照耐腐蚀污水排水管材料的重量份数称取各组分；
(2)将重质碳酸钙、硫酸钡、赤泥、硬脂酸镁和硬脂酸钙混合投入研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为300目，得混合粉末；
(3)向混合粉末中加入邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、改性玻璃纤维、玻璃微珠、聚戊二酰亚胺、纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、阻燃剂、稳定剂、交联剂和抗氧化剂，控温至45摄氏度，以1800转/分钟的速度，搅拌35分钟，至混合均匀，得混合浆料；
(4)将聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯混合加入高速剪切机中，升温至128摄氏度，高速剪切18分钟后，缓慢向其中加入步骤(3)制得的混合浆料，加料结束后，继续高速剪切26分钟；
(5)将步骤(4)制得的混合物料加入密炼机中密炼，密炼温度106摄氏度，密炼时间8分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度138摄氏度，粒料自然冷却，经筛选计量后包装，即得所述耐腐蚀污水排水管材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚氯乙烯60-70份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物20-30份、聚丙烯酸酯20-30份、邻苯二甲酸二辛酯4-10份、癸二酸二辛酯3-8份、重质碳酸钙15-20份、硫酸钡8-16份、赤泥6-13份、改性玻璃纤维8-15份、玻璃微珠5-10份、聚戊二酰亚胺3-8份、纳米二氧化钛4-7份、硬脂酸镁2-5份、硬脂酸钙2-5份、钛酸酯偶联剂2.5-5份、阻燃剂1.8-3.6份、稳定剂1.5-4.2份、交联剂1.2-3.6份和抗氧化剂2.3-4.5份。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚氯乙烯65份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物26份、聚丙烯酸酯24份、邻苯二甲酸二辛酯8份、癸二酸二辛酯6份、重质碳酸钙17份、硫酸钡12份、赤泥10份、改性玻璃纤维12份、玻璃微珠8份、聚戊二酰亚胺6份、纳米二氧化钛5.5份、硬脂酸镁3份、硬脂酸钙3.5份、硅烷偶联剂3.8份、阻燃剂3.2份、稳定剂3.6份、交联剂2.8份和抗氧化剂3.8份。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，所述改性玻璃纤维的制备方法为：向玻璃纤维中及其入相当于其重量3-6％γ-氨丙基三乙氧基和2-5％三乙醇胺，控温至38-45摄氏度，以2000-3000转/分钟的速度，搅拌30-40分钟，烘干粉碎至颗粒粒径为300-500目，即得所述改性玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯和四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或几种结合。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁按照质量比3:1混合组成。
6.根据权利要求1所述的耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，所述稳定剂为三盐基性硫酸铅、二盐基性亚磷酸铅和二盐基性苯二甲酸铅按照质量比1:1:2混合组成。
7.根据权利要求1所述的耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，所述交联剂为叔丁基过氧化物、异苯丙过氧化物和二酰基过氧化物中的一种或几种结合。
8.根据权利要求1所述的耐腐蚀污水排水管材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种结合。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的耐腐蚀污水排水管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照耐腐蚀污水排水管材料的重量份数称取各组分；
(2)将重质碳酸钙、硫酸钡、赤泥、硬脂酸镁和硬脂酸钙混合投入研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200-400目，得混合粉末；
(3)向混合粉末中加入邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、改性玻璃纤维、玻璃微珠、聚戊二酰亚胺、纳米二氧化钛、钛酸酯偶联剂、阻燃剂、稳定剂、交联剂和抗氧化剂，控温至40-50摄氏度，以1500-2000转/分钟的速度，搅拌30-40分钟，至混合均匀，得混合浆料；
(4)将聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯混合加入高速剪切机中，升温至120-130摄氏度，高速剪切15-20分钟后，缓慢向其中加入步骤(3)制得的混合浆料，加料结束后，继续高速剪切20-30分钟；
(5)将步骤(4)制得的混合物料加入密炼机中密炼，密炼温度100-110摄氏度，密炼时间5-10分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出机温度130-150摄氏度，粒料自然冷却，经筛选计量后包装，即得所述耐腐蚀污水排水管材料。
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