CN109294205A - 一种etpu双壁波纹管及其制作方法 - Google Patents

一种etpu双壁波纹管及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ETPU双壁波纹管，其本体材料包括以下组分：PVC树脂、端羟基封端多元醇、甲苯二异氰酸脂、1，4丁二醇、三羟乙基异氰脲酸脂、抗氧化剂、催化剂、耐水解剂、光稳定剂、纳米二氧化钛粉末、润滑剂。经物料混合、嵌段聚合反应、双螺杆挤出机反应、切粒机切粒、流化床熟化处理、管材挤出机成型等一系列工艺制成。本发明了采用ETPU材料代替高密度聚乙烯，并且在材料制作过程中加了抗菌物质，弹性好，不易变形，而且具备优良的抗霉菌性能。

Description

一种ETPU双壁波纹管及其制作方法
技术领域
本发明涉及双壁波纹管技术领域，特别涉及一种ETPU双壁波纹管及其制作方法。
背景技术
双壁波纹管，是一种具有环状结构外壁和平滑内壁的新型管材，主要应用于工作压力在0.6Mpa以下的大型输水、供水、排水以及通风等，一般的双壁波纹管材以高密度聚乙烯为原料，其具有重量轻、耐高压、韧性好等优点，但是还存在弹性较差和永久形变较大的问题，而且地埋的话抗菌性能也较差。
E-TPU聚氨酯热塑发泡颗粒(简称ETPU、ETPU颗粒或ETPU珠粒)，经过加压加热预处理后，每颗TPU(是一种耐磨、耐撕裂的热塑弹性体材料)粒子像爆米花一样膨胀起来。在这个过程中，原来0.5毫米左右大小的颗粒，体积将增大10倍，于是就形成内含微型密闭气泡的椭圆形非交联发泡颗粒ETPU，形似“爆米花”,其突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能。将其做成双壁波纹管便能克服高密度聚乙烯弹性较差和永久形变较大的问题，在其中还可增加抗菌物质，以提高其抗菌性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种ETPU双壁波纹管，能克服高密度聚乙烯弹性较差和永久形变较大的问题，具备一定的抗菌性能。
本发明的技术方案为：
一种ETPU双壁波纹管，其特征在于，所述ETPU双壁波纹管的本体材料包括以下重量份的组分：PVC树脂60-70份、端羟基封端多元醇90-100份、甲苯二异氰酸脂40-50份、1，4丁二醇7-10份、三羟乙基异氰脲酸脂40-60份、抗氧化剂5-10份、催化剂0.5-1份、耐水解剂0.3-3份、光稳定剂2-4份、纳米二氧化钛粉末3-8份、润滑剂0.8-3份。
进一步的，耐水解剂为单炭化二亚胺或者聚碳化二亚胺。
进一步的，端羟基封端多元醇为聚四亚甲基甲基醚二醇、聚乙二酸-1，4-丁二醇或聚环氧丙烷二醇中的一种或多种以任意比例混合，官能度在1.2-1.8之间，分子量在450-2500之间。
进一步的，润滑剂为硬脂酸酰胺、油脂酰胺、氧化聚乙烯蜡、芥酸酰胺中的一种或多种。
进一步的，催化剂为有机锡类或者有机钛类。
本发明还提供了一种上述ETPU双壁波纹管的制作方法，包括以下步骤：
(1)将端羟基封端多元醇、抗氧化剂、催化剂、耐水解剂、光稳定剂、纳米二氧化钛粉末在罐体内混合搅拌4.5-9小时，搅拌温度80-95℃得到第一预制料；
(2)将1，4丁二醇在另一罐体内搅拌4.5-9小时，搅拌温度40-60℃；
(3)将三羟乙基异氰脲酸脂与甲苯二异氰酸脂搅拌混合均匀，在40-55℃下保存得第二预制料；
(4)将第一预制料与1，4丁二醇混合后，再与第二预制料同时进入带有径向和轴向的高速混合剪切的混合设备进行嵌段聚合反应2-4min，剪切转速500-2500r/min，混合剪切的同时加入按照原料比例加入润滑剂；
(5)步骤4的反应温度达到160-220摄氏度后，将上述混合后的原料加入双螺杆挤出机中继续反应2-4min，反应温度150-200摄氏度，反应完全后经水下切粒机切粒，再经流化床熟化处理得到聚氨酯热塑发泡颗粒；
(6)将聚氨酯热塑发泡颗粒放入管材挤出机中按照现有的挤出工艺加工成双壁波纹管。
本发明的有益之处在于：
本发明将传统的双壁波纹管的材质从高密度聚乙烯改变成了ETPU，ETPU(聚氨酯热塑发泡颗粒)其本身耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能。而且克服了高密度聚乙烯弹性较差和永久形变较大的问题，在其中还增加了抗菌物质纳米二氧化钛粉末，使其具备一定的抗菌性能。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
ETPU双壁波纹管本体材料包括以下重量份的组分：
PVC树脂65份、端羟基封端多元醇90份、甲苯二异氰酸脂50份、1，4丁二醇10份、三羟乙基异氰脲酸脂40份、抗氧化剂10份、催化剂1份、耐水解剂3份、光稳定剂2份、纳米二氧化钛粉末8份、润滑剂3份。
其中耐水解剂采用单炭化二亚胺；端羟基封端多元醇为聚四亚甲基甲基醚二醇或者聚四亚甲基甲基醚二醇与聚乙二酸-1，4-丁二醇按照任意比例混合；润滑剂为硬脂酸酰胺或者硬脂酸酰胺与油脂酰胺按照任意比例混合；催化剂采用有机锡类。
双壁波纹管制作方法包括以下步骤：
(1)将端羟基封端多元醇、抗氧化剂、催化剂、耐水解剂、光稳定剂、纳米二氧化钛粉末在罐体内混合搅拌4.5-9小时，搅拌温度80-95℃得到第一预制料；
(2)将1，4丁二醇在另一罐体内搅拌4.5-9小时，搅拌温度40-60℃；
(3)将三羟乙基异氰脲酸脂与甲苯二异氰酸脂搅拌混合均匀，在40-55℃下保存得第二预制料；
(4)将第一预制料与1，4丁二醇混合后，再与第二预制料同时进入带有径向和轴向的高速混合剪切的混合设备进行嵌段聚合反应2-4min，剪切转速500-2500r/min，混合剪切的同时加入按照原料比例加入润滑剂；
(5)步骤4的反应温度达到160-220摄氏度后，将上述混合后的原料加入双螺杆挤出机中继续反应2-4min，反应温度150-200摄氏度，反应完全后经水下切粒机切粒，再经流化床熟化处理得到聚氨酯热塑发泡颗粒；
(6)将聚氨酯热塑发泡颗粒放入管材挤出机中按照现有的挤出工艺加工成双壁波纹管。
实施例2：
ETPU双壁波纹管本体材料包括以下重量份的组分：
PVC树脂70份、端羟基封端多元醇100份、甲苯二异氰酸脂40份、1，4丁二醇7份、三羟乙基异氰脲酸脂60份、抗氧化剂5份、催化剂0.5份、耐水解剂0.5份、光稳定剂4份、纳米二氧化钛粉末4份、润滑剂1.2份。
其中耐水解剂采用单炭化二亚胺；端羟基封端多元醇为聚乙二酸-1，4-丁二醇或者聚乙二酸-1，4-丁二醇与聚环氧丙烷二醇以任意比例混合；润滑剂为油脂酰胺或者油脂酰胺与氧化聚乙烯蜡以任意比例混合；催化剂采用有机锡类。
制作步骤与实施例1相同。
实施例3：
ETPU双壁波纹管本体材料包括以下重量份的组分：
PVC树脂60份、端羟基封端多元醇95份、甲苯二异氰酸脂45份、1，4丁二醇8份、三羟乙基异氰脲酸脂50份、抗氧化剂8份、催化剂0.7份、耐水解剂1.5份、光稳定剂3份、纳米二氧化钛粉末6份、润滑剂2份。
其中耐水解剂采用聚碳化二亚胺；端羟基封端多元醇为聚环氧丙烷二醇或聚四亚甲基甲基醚二醇、聚乙二酸-1，4-丁二醇与聚环氧丙烷二醇以任意比例混合；润滑剂为氧化聚乙烯蜡或芥酸酰胺；催化剂采用有机钛类。
制作步骤与实施例1相同。
上述实施例端羟基封端多元醇官能度均在1.2-1.8之间，分子量在450-2500之间。
为了进一步测试本产品的耐霉菌性能，按照GB/T 24128的标准进行了检测，检测结果如下表所示：
耐菌性
实施例1 1
实施例2 0
实施例3 1.5
如表中所示，本发明总体耐菌性能都较为优异，特别是实施例2，几乎没有霉菌生长。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种ETPU双壁波纹管，其特征在于，所述ETPU双壁波纹管的本体材料包括以下重量份的组分：PVC树脂60-70份、端羟基封端多元醇90-100份、甲苯二异氰酸脂40-50份、1，4丁二醇7-10份、三羟乙基异氰脲酸脂40-60份、抗氧化剂5-10份、催化剂0.5-1份、耐水解剂0.3-3份、光稳定剂2-4份、纳米二氧化钛粉末3-8份、润滑剂0.8-3份。
2.根据权利要求1所述的ETPU双壁波纹管，其特征在于：所述耐水解剂为单炭化二亚胺或者聚碳化二亚胺。
3.根据权利要求1所述的ETPU双壁波纹管，其特征在于：所述端羟基封端多元醇为聚四亚甲基甲基醚二醇、聚乙二酸-1，4-丁二醇或聚环氧丙烷二醇中的一种或多种以任意比例混合，官能度在1.2-1.8之间，分子量在450-2500之间。
4.根据权利要求1所述的ETPU双壁波纹管，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸酰胺、油脂酰胺、氧化聚乙烯蜡、芥酸酰胺中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的ETPU双壁波纹管，其特征在于：所述催化剂为有机锡类或者有机钛类。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的ETPU双壁波纹管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将端羟基封端多元醇、抗氧化剂、催化剂、耐水解剂、光稳定剂、纳米二氧化钛粉末在罐体内混合搅拌4.5-9小时，搅拌温度80-95℃得到第一预制料；
(2)将1，4丁二醇在另一罐体内搅拌4.5-9小时，搅拌温度40-60℃；
(3)将三羟乙基异氰脲酸脂与甲苯二异氰酸脂搅拌混合均匀，在40-55℃下保存得第二预制料；
(4)将第一预制料与1，4丁二醇混合后，再与第二预制料同时进入带有径向和轴向的高速混合剪切的混合设备进行嵌段聚合反应2-4min，剪切转速500-2500r/min，混合剪切的同时加入按照原料比例加入润滑剂；
(5)步骤4的反应温度达到160-220摄氏度后，将上述混合后的原料加入双螺杆挤出机中继续反应2-4min，反应温度150-200摄氏度，反应完全后经水下切粒机切粒，再经流化床熟化处理得到聚氨酯热塑发泡颗粒；
(6)将聚氨酯热塑发泡颗粒放入管材挤出机中按照现有的挤出工艺加工成双壁波纹管。
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