CN110183756A - 一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述聚合物基复合材料双壁波纹管由以下重量份的原料组成：高密度聚乙烯50～80份；增溶剂5～8份；尼龙‑11 20～40份；多壁碳纳米管2～5份；所述聚合物基复合材料双壁波纹管的制备方法包括以下步骤：步骤一：将高密度聚乙烯、增溶剂、尼龙‑11、多壁碳纳米管干燥好备用；步骤二：使用转矩流变仪将原料混合均匀；步骤三：将混合料加入到双螺杆挤出机中，挤出塑化，成型。本发明的制备方法简单、方便操作；制备的双壁波纹管以尼龙、高密度聚乙烯、多壁碳纳米管为原料，不仅具有较好的耐低温性和韧性，同时具有较好的强度、抗蠕变能力，在长期使用过程中，不会因重力作用变形，可以延长产品的使用寿命。

Description

一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法
技术领域
本发明涉及波纹管的制备方法技术领域，尤其是一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法。
背景技术
随着经济和科技的稳步发展，城镇基础设施建设得到了良好的改善。供水、节水、排水及污水治理将成为今后城市市政建设的重点，这为大口径塑料管的推广和应用提供了市场发展空间。由于结构壁管可以节省原料，降低成本，因此结构壁管已经成为大口径排水排污管道的主流产品。目前，我国用于排水和排污管道主要采用U-PVC双壁波纹管，这种管道价格低、刚度好，所以得到大面积使用；但是这种管道在使用中也存在一些问题，如抗冲击性能较差，耐低温性不好，尤其在北方冬季施工时非常容易破损，其刚性较水泥管差，在长期使用过程中，容易受重力作用而变形，影响使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术中双壁波纹管所存在的缺陷，本发明提供一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述聚合物基复合材料双壁波纹管由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯 50～80份；
增溶剂 5～8份；
尼龙-11 20～40份；
多壁碳纳米管 2～5份；
所述聚合物基复合材料双壁波纹管的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将高密度聚乙烯(HDPE)、增溶剂、尼龙-11(PA-11)、多壁碳纳米管(MWCNT)分别放到真空干燥箱内，控制干燥温度为70～80℃，控制干燥时间为8～10h，干燥好备用；
步骤二：将步骤一干燥好的HDPE、MWCNT和增溶剂一起放到转矩流变仪中混合均匀，控制转矩流变仪的螺杆的转速为60～90r/min，混炼温度为 200～220℃，混炼时间为5～10min，然后向转矩流变仪中加入PA-11，继续混炼5～10min，得到混合料；
步骤三：将混合料加入到双螺杆挤出机中，挤出塑化，将挤出物通过模具进行成型，即可得到聚合物基复合材料双壁波纹管。
上述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述增溶剂为高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)，所述高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)的密度为0.95gcm-3、分子量为9000gmol-1，其中，马来酸苷的重量分数为1.5％。
上述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述HDPE的熔体流动速率为0.3g/10min，分子量为12000g mol-1。
上述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述PA-11的密度为1.05g cm-3。
上述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述MWCNT 的长度为1.5μm左右，其比表面积为250～300m2g-1。
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，本发明聚合物基复合材料双壁波纹管的制备方法简单、方便操作；制备的聚合物基复合材料双壁波纹管以尼龙、高密度聚乙烯、多壁碳纳米管为原料，不仅具有较好的耐低温性和韧性，同时具有较好的强度、抗蠕变能力，在长期使用过程中，不会因重力作用变形，可以延长产品的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为实施例1和实施例2聚合物基复合材料断面的扫描电镜图片。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
【实施例1】
一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述聚合物基复合材料双壁波纹管由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯 70份；
增溶剂 5份；
尼龙-11 20份；
多壁碳纳米管 2份；
所述聚合物基复合材料双壁波纹管的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将高密度聚乙烯(HDPE)、增溶剂、尼龙-11(PA-11)、多壁碳纳米管(MWCNT)分别放到真空干燥箱内，控制干燥温度为75℃，控制干燥时间为8h，干燥好备用；
步骤二：将步骤一干燥好的HDPE、MWCNT和增溶剂一起放到转矩流变仪中混合均匀，控制转矩流变仪的螺杆的转速为60r/min，混炼温度为 200℃，混炼时间为5min，然后向转矩流变仪中加入PA-11，继续混炼5min，得到混合料；
步骤三：将混合料加入到双螺杆挤出机中，挤出塑化，将挤出物通过模具进行成型，即可得到聚合物基复合材料双壁波纹管。
进一步的，所述增溶剂为高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)，所述高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)的密度为0.95gcm-3、分子量为9000gmol-1，其中，马来酸苷的重量分数为1.5％。
进一步的，所述HDPE的熔体流动速率为0.3g/10min，分子量为12000g mol-1。
进一步的，所述PA-11的密度为1.05g cm-3。
进一步的，所述MWCNT的长度为1.5μm左右，其比表面积为 250～300m2g-1。
【实施例2】
一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，所述聚合物基复合材料双壁波纹管由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯 80份；
增溶剂 8份；
尼龙-11 40份；
多壁碳纳米管 5份；
所述聚合物基复合材料双壁波纹管的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将高密度聚乙烯(HDPE)、增溶剂、尼龙-11(PA-11)、多壁碳纳米管(MWCNT)分别放到真空干燥箱内，控制干燥温度为80℃，控制干燥时间为10h，干燥好备用；
步骤二：将步骤一干燥好的HDPE、MWCNT和增溶剂一起放到转矩流变仪中混合均匀，控制转矩流变仪的螺杆的转速为90r/min，混炼温度为 220℃，混炼时间为10min，然后向转矩流变仪中加入PA-11，继续混炼10min，得到混合料；
步骤三：将混合料加入到双螺杆挤出机中，挤出塑化，将挤出物通过模具进行成型，即可得到聚合物基复合材料双壁波纹管。
进一步的，所述增溶剂为高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)，所述高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)的密度为0.95gcm-3、分子量为9000gmol-1，其中，马来酸苷的重量分数为1.5％。
进一步的，所述HDPE的熔体流动速率为0.3g/10min，分子量为12000g mol-1。
进一步的，所述PA-11的密度为1.05g cm-3。
进一步的，所述MWCNT的长度为1.5μm左右，其比表面积为 250～300m2g-1。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，其特征在于，所述聚合物基复合材料双壁波纹管由以下重量份的原料组成：
高密度聚乙烯 50～80份；
增溶剂 5～8份；
尼龙-11 20～40份；
多壁碳纳米管 2～5份；
所述聚合物基复合材料双壁波纹管的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将高密度聚乙烯(HDPE)、增溶剂、尼龙-11(PA-11)、多壁碳纳米管(MWCNT)分别放到真空干燥箱内，控制干燥温度为70～80℃，控制干燥时间为8～10h，干燥好备用；
步骤二：将步骤一干燥好的HDPE、MWCNT和增溶剂一起放到转矩流变仪中混合均匀，控制转矩流变仪的螺杆的转速为60～90r/min，混炼温度为200～220℃，混炼时间为5～10min，然后向转矩流变仪中加入PA-11，继续混炼5～10min，得到混合料；
步骤三：将混合料加入到双螺杆挤出机中，挤出塑化，将挤出物通过模具进行成型，即可得到聚合物基复合材料双壁波纹管。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，其特征在于，所述增溶剂为高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)，所述高密度聚乙烯接枝马来酸苷(HDPE-g-MA)的密度为0.95gcm-3、分子量为9000gmol-1，其中，马来酸苷的重量分数为1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，其特征在于，所述HDPE的熔体流动速率为0.3g/10min，分子量为12000g mol-1。
4.根据权利要求1所述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，其特征在于，所述PA-11的密度为1.05g cm-3。
5.根据权利要求1所述的一种聚合物基复合材料双壁波纹管及其制备方法，其特征在于，所述MWCNT的长度为1.5μm左右，其比表面积为250～300m2g-1。
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