CN109337283A - 一种耐高温、耐高压、耐酸碱upvc管道材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温、耐高压、耐酸碱upvc管道材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，涉及管道材料制备领域，包括以下成分：聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂、氟橡胶、氢化丁腈橡胶、松节油、甲苯、氧化锌、硬脂酸、仿钢丝纤维、玻璃纤维、UPVC，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，包括以下步骤：向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，制得混合物A；将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，混合得到混合物B；将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，制得混合物D；本发明制得的管道在使用时具有耐高温、耐高压和耐酸碱的效果，适应性强，使用效果好。

Description

一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及管道材料制备领域，具体是一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料及其制备方法。
背景技术
管道被普遍应用于建筑管道、石油、电力、化工、造纸、城市给排水、工厂污水处理、海水淡化、煤气输送管网等行业。同时，压力管道涉及各行各业，由于输送介质流速快，流量大，输送介质临时继续对管壁产生冲击、磨损、腐蚀等使耐高温管道发生疲劳致使渐渐被磨穿，对它的安全需求至关重要。传统的钢制管道和塑料管道耐腐蚀性、耐火耐高温性、耐候性较差，已无法满足当前需求。特别对一些腐蚀性强、气候恶劣、流动性差和高温流体，无法保证其运输安全。
目前，出现了多种复合管道，例如，利用热塑性高分子材料和纤维复合的纤维增强管；利用高分子材料和钢材复合的钢衬四氟管道、聚乙烯复合管等。这些复合管道都一定程度上提高了其耐高温性能，但是还是无法达到现在越来越高的使用要求，且这些复合管的耐腐蚀性能较差，限制了在实际生产过程中的使用。
在市政工程中，排水管主要用于对市政污水进行排放，排水管通常选用高密度聚乙烯、聚氯乙烯等作为材料，这些材料其用途很广，价格也较低廉。但是随着排水量的增大，对排水的抗冲击性提出了更高的要求，另外随着工业的快速发展，排水管经常需要排除大量污水，对排水管的各项性能也提出了更高的要求。
公开号为CN108102247A的中国发明专利文件中，提供了一种耐腐蚀排水管道材料的制备方法，其通过使用该材料的排水管道在高温、应力和腐蚀介质作用下工作,不仅不易被腐蚀而且耐高温不易氧化，但是其主要功能为防腐蚀，而污水排放中会遇到各种各样的问题，例如高温高压，因此该管道材料生产出的管道不能面对诸多复杂的问题，具有一定的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，按重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯10-25份、氟改性硅氧烷8-18份、硼酸锌改性酚醛树脂15-30份、氟橡胶4-12份、氢化丁腈橡胶10-22份、松节油8-12份、甲苯6-10份、氧化锌5-9份、硬脂酸8-12份、仿钢丝纤维30-60份、玻璃纤维10-20份、UPVC40-60份。
作为本发明进一步的方案：按重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯15-20份、氟改性硅氧烷11-15份、硼酸锌改性酚醛树脂20-25份、氟橡胶6-10份、氢化丁腈橡胶14-18份、松节油9-11份、甲苯7-9份、氧化锌6-8份、硬脂酸9-11份、仿钢丝纤维40-50份、玻璃纤维13-17份、UPVC45-55份。
作为本发明进一步的方案：按重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯17份、氟改性硅氧烷13份、硼酸锌改性酚醛树脂22份、氟橡胶8份、氢化丁腈橡胶16份、松节油10份、甲苯8份、氧化锌7份、硬脂酸10份、仿钢丝纤维45份、玻璃纤维15份、UPVC50份。
一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡20-40min，然后在加热状态下搅拌1-2h,制得混合物A；
步骤二：将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；
步骤三：在加热状态下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；
步骤四：在加热状态下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；
步骤五：将UPVC加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
作为本发明进一步的方案：步骤一中的超声震荡功率为500-1500W、超声振荡频率为10-50KHz，加热温度为120-220℃。
作为本发明进一步的方案：步骤二中氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌球磨后的颗粒直径为20-80微米。
作为本发明进一步的方案：步骤三中加热温度为150-250℃。
作为本发明进一步的方案：步骤四中的加热温度为200-300℃。
作为本发明进一步的方案：步骤五中的加热温度为300-500℃。
作为本发明进一步的方案：步骤五中混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将各类材料加工制得的管道在使用时具有耐高温、耐高压和耐酸碱的效果，对于市政排水而言，能够充分应对各种水质和环境，适应性强，使用效果好。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例和对比例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯10份、氟改性硅氧烷8份、硼酸锌改性酚醛树脂15份、氟橡胶4份、氢化丁腈橡胶10份、松节油8份、甲苯6份、氧化锌5份、硬脂酸8份、仿钢丝纤维30份、玻璃纤维10份、UPVC40份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡20min，超声震荡功率为500W、超声振荡频率为10KHz，然后在温度为120℃的温度条件下加热搅拌1h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为20微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在150℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在200℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在300℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
实施例2
本实施例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯25份、氟改性硅氧烷18份、硼酸锌改性酚醛树脂30份、氟橡胶12份、氢化丁腈橡胶22份、松节油12份、甲苯10份、氧化锌9份、硬脂酸12份、仿钢丝纤维60份、玻璃纤维20份、UPVC60份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡40min，超声震荡功率为1500W、超声振荡频率为50KHz，然后在温度为220℃的温度条件下加热搅拌2h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为80微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在250℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在300℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在500℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
实施例3
本实施例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯15份、氟改性硅氧烷11份、硼酸锌改性酚醛树脂20份、氟橡胶6份、氢化丁腈橡胶14份、松节油9份、甲苯7份、氧化锌6份、硬脂酸9份、仿钢丝纤维40份、玻璃纤维13份、UPVC45份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡30min，超声震荡功率为1000W、超声振荡频率为30KHz，然后在温度为170℃的温度条件下加热搅拌1.5h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为50微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在200℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在250℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在400℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
实施例4
本实施例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯20份、氟改性硅氧烷15份、硼酸锌改性酚醛树脂25份、氟橡胶10份、氢化丁腈橡胶18份、松节油11份、甲苯9份、氧化锌8份、硬脂酸11份、仿钢丝纤维50份、玻璃纤维17份、UPVC55份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡30min，超声震荡功率为1000W、超声振荡频率为30KHz，然后在温度为170℃的温度条件下加热搅拌1.5h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为50微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在200℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在250℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在400℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
实施例5
本实施例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯17份、氟改性硅氧烷13份、硼酸锌改性酚醛树脂23份、氟橡胶8份、氢化丁腈橡胶16份、松节油10份、甲苯8份、氧化锌7份、硬脂酸10份、仿钢丝纤维45份、玻璃纤维15份、UPVC50份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡30min，超声震荡功率为1000W、超声振荡频率为30KHz，然后在温度为170℃的温度条件下加热搅拌1.5h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为50微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在200℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在250℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在400℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
对比例1
本对比例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯17份、氟改性硅氧烷13份、氟橡胶8份、氢化丁腈橡胶16份、松节油10份、甲苯8份、氧化锌7份、硬脂酸10份、仿钢丝纤维45份、玻璃纤维15份、UPVC50份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡30min，超声震荡功率为1000W、超声振荡频率为30KHz，然后在温度为170℃的温度条件下加热搅拌1.5h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为50微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在200℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在250℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在400℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
对比例2
本对比例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯17份、硼酸锌改性酚醛树脂23份、氟橡胶8份、氢化丁腈橡胶16份、松节油10份、甲苯8份、氧化锌7份、硬脂酸10份、仿钢丝纤维45份、玻璃纤维15份、UPVC50份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡30min，超声震荡功率为1000W、超声振荡频率为30KHz，然后在温度为170℃的温度条件下加热搅拌1.5h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为50微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在200℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在250℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在400℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
对比例3
本对比例中，一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，包括以下成分：聚氯乙烯17份、氟橡胶8份、氢化丁腈橡胶16份、松节油10份、甲苯8份、氧化锌7份、硬脂酸10份、仿钢丝纤维45份、玻璃纤维15份、UPVC50份。
上述管道材料的制备方法，包括以下步骤：
向聚氯乙烯、硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡30min，超声震荡功率为1000W、超声振荡频率为30KHz，然后在温度为170℃的温度条件下加热搅拌1.5h,制得混合物A；然后将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至颗粒直径为50微米的小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；在200℃的温度条件下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；在250℃的温度条件下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；将UPVC在400℃的温度条件下加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
实施例1-5与对比例1-3在同等条件下的测试结果如表1所示
表1
根据表1可以看出，本发明利用实施例1-5和对比例1-3中生产的管道进行检测，发现实施例1-5所制得的管道的耐高温、耐高压、耐腐蚀性能远高于对比例1-3所制得的管道的各项性能，实施例1-5与对比例1-3相比较其耐高温、耐高压、耐腐蚀性能具有显著性的进步。

Claims (10)

1.一种耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯10-25份、氟改性硅氧烷8-18份、硼酸锌改性酚醛树脂15-30份、氟橡胶4-12份、氢化丁腈橡胶10-22份、松节油8-12份、甲苯6-10份、氧化锌5-9份、硬脂酸8-12份、仿钢丝纤维30-60份、玻璃纤维10-20份、UPVC40-60份。
2.根据权利要求1所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯15-20份、氟改性硅氧烷11-15份、硼酸锌改性酚醛树脂20-25份、氟橡胶6-10份、氢化丁腈橡胶14-18份、松节油9-11份、甲苯7-9份、氧化锌6-8份、硬脂酸9-11份、仿钢丝纤维40-50份、玻璃纤维13-17份、UPVC45-55份。
3.根据权利要求1所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：聚氯乙烯17份、氟改性硅氧烷13份、硼酸锌改性酚醛树脂22份、氟橡胶8份、氢化丁腈橡胶16份、松节油10份、甲苯8份、氧化锌7份、硬脂酸10份、仿钢丝纤维45份、玻璃纤维15份、UPVC50份。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：向聚氯乙烯、氟改性硅氧烷、硼酸锌改性酚醛树脂以及硬脂酸中加入甲苯和松节油，首先采用超声设备超声震荡20-40min，然后在加热状态下搅拌1-2h,制得混合物A；
步骤二：将氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌粉碎，然后再采用球磨机球磨至小颗粒状，然后混合均匀得到混合物B；
步骤三：在加热状态下，将混合物B加入到混合物A中进行混合搅拌制得混合物C；
步骤四：在加热状态下，向混合物C中加入仿钢丝纤维和玻璃纤维，然后搅拌混合均匀，制得混合物D；
步骤五：将UPVC加热熔化后与混合物D进行混合搅拌，得到耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料。
5.根据权利要求4所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，其特征在于，步骤一中的超声震荡功率为500-1500W、超声振荡频率为10-50KHz，加热温度为120-220℃。
6.根据权利要求4所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，其特征在于，步骤二中氟橡胶、氢化丁腈橡胶、氧化锌球磨后的颗粒直径为20-80微米。
7.根据权利要求4所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，其特征在于，步骤三中加热温度为150-250℃。
8.根据权利要求4所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，其特征在于，步骤四中的加热温度为200-300℃。
9.根据权利要求4所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，其特征在于，步骤五中的加热温度为300-500℃。
10.根据权利要求9所述的耐高温、耐高压、耐酸碱UPVC管道材料的制备方法，其特征在于，步骤五中混合搅拌后的混合物中各组分材料均匀分散。
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