CN110437561A - 一种盐碱地用滤料波管及其制备方法 - Google Patents

一种盐碱地用滤料波管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盐碱地用滤料波管，其制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：65‑70份、丙烯酸酯：0.1‑0.5份、硅烷偶联剂KH‑550：0.5‑1.2份、纳米氧化锌：1‑2份、硬脂酸钡：0.5‑1.5份、硼硅酸铝钙：1‑2份、乙酸钠：0.8‑1.5份、甘油酸三醋酸酯：2‑3份、丁二醇月桂酸酯：0.2‑0.6份、新戊二醇二庚酸酯：1‑3份、乙基己基三嗪酮：0.5‑1.5份。本发明提供的盐碱地用滤料波管的不仅抗压能力强、低温韧性好、不易老化，并且抗盐碱性能高。

Description

一种盐碱地用滤料波管及其制备方法
技术领域
本发明涉及盐碱地治理技术领域，特别涉及一种盐碱地用滤料波管及其制备方法。
背景技术
土地盐碱化是当今世界土地退化的主要问题之一，我国主要分布在华北平原、东北平原、西北内陆地区及滨海地区。盐碱地的产生，使大面积土壤资源难以利用，农业综合生产能力下降。盐碱地是指土和碱土的总称。盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤，土壤呈碱性，但pH值不一定很高，碱土是指含碳酸盐或重磷酸盐的土壤，pH值较高，土壤呈碱性，盐碱土的有机质含量少，土壤肥力低，理化性状差，对作物有害的阴、阳离子多，作物不易促苗。盐碱土壤易于板结，孔隙度小，透水透气性差，容易发生水土流失与地表径流。盐碱土中过量的盐分对植物的生长和发育都起不利作用。土壤中可溶性盐含量增加时，使土壤溶液的渗透压减少，水势降低，会导致植物根系吸水困难，出现“生理”干旱，情况严重时，植物会出现生理脱水而委蔫死亡，当土壤中某些离子浓度过高时，会妨碍植物对其他离子的吸收，使植物营养不平衡土壤中一些离子浓度过高还会直接对植物产生毒害作用，会导致植物叶片发黄，提早衰落，若土壤中碱性盐过多时，土壤会发生强碱反应，使铁、钙、锌、镁等植物
盐碱地改良方法的方法有：水利改良、农业技术改良、生物改良、化学改良等。暗管排碱为水利改良的一种，暗管排碱为通过灌溉或降雨入渗淡水，淋洗土壤中的盐分，通过暗管排出土体，使土壤逐渐脱盐。随着土壤脱盐程度增加、淡水入渗，下渗淡水就可在原来的高矿化度地下水之上叠加而形成淡水层、淡水可将咸水挤压到暗管排出，而使淡水层的厚度逐渐增加，以后随着改碱年限的增加，脱盐程度逐渐增加，地下水淡化层愈来愈厚，从而根治盐碱。利用暗管改碱，不仅使土体表层，而且使土体下部土壤也得到脱盐改良，种植方面，不仅浅根系植物，而且树木等深跟系植物也能正常生长。
排碱暗管通常采用PVC打孔波管，外包滤料采用根据土质调查筛选的砂滤料，以改善暗管周围水流入管条件和防止泥沙入管造成淤堵，但是现有技术中的滤料波管抗盐碱腐蚀能差，使用寿命短、抗压能力差、低温韧性差，并且容易老化。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种盐碱地用滤料波管，其不仅抗盐碱性腐蚀性能强，并且抗压能力强、低温韧性好、不易老化。
本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种盐碱地用滤料波管，其制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：65-70份、丙烯酸酯：0.1-0.5份、硅烷偶联剂KH-550：0.5-1.2份、纳米氧化锌：1-2份、硬脂酸钡：0.5-1.5份、硼硅酸铝钙：1-2份、乙酸钠：0.8-1.5份、甘油酸三醋酸酯：2-3份、丁二醇月桂酸酯：0.2-0.6份、新戊二醇二庚酸酯：1-3份和乙基己基三嗪酮：0.5-1.5份；
优选地，所述制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：67份、丙烯酸酯：0.3份、硅烷偶联剂KH-550：0.8份、纳米氧化锌：1.5份、硬脂酸钡：1.2份、硼硅酸铝钙：1.5份、乙酸钠：1.0份、甘油酸三醋酸酯：2.5份、丁二醇月桂酸酯：0.4份、新戊二醇二庚酸酯：2份和乙基己基三嗪酮：1.1份。
所述纳米氧化锌的平均粒径为50-150nm；
优选地，所述纳米氧化锌的平均粒径为100nm。
另一方面，本发明提供了一种盐碱地用滤料波管的制备方法，包括以下步骤：
(1)挤出母粒：将按配方用量的制备原料加入到高速捏合机中，加热至熔融状态，采用双螺杆挤出机挤压造粒，得到母粒；
(2)制备管材：将步骤(1)得到的母粒加热至熔融状态，采用挤出机挤出得到管材；
(3)将步骤(2)得到的管材引入波纹管成型机，牵引成型，经过冷却定型得到盐碱地用滤料波管。
所述步骤(1)中的双螺杆挤出机的转速为180rpm，所述挤出温度为220-230℃；所述双螺杆挤出机的长径比为25:1。
所述步骤(2)中的挤出机的机筒温度为230-240℃，模头温度为240-250℃。
所述步骤(3)中的牵引速度4m/min。
所述步骤(3)中制备得到的滤料波管的外径为110mm，壁厚为3mm。
本发明的有益效果是：
本发明提供的盐碱地用滤料波管的不仅抗压能力强、低温韧性好、使用寿命长、不易老化，并且抗盐碱性能高。其在质量浓度为60％的氢氧化钠溶液的腐蚀率为0.133-0.156％，在质量浓度为25％的铬酸溶液中的腐蚀率为0.218-242％。抗冲击强度为152-179KJ/m2，耐受工作压力为26-30Mpa，脆化温度为-65～-56℃。
具体实施方式
下面将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。下列实施例中未注明具体条件的实验方法们通常按照常规条件进行操作。除非另行定义，文中所述实用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1一种盐碱地用滤料波管
其制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：65份、丙烯酸酯：0.1份、硅烷偶联剂KH-550：0.5份、纳米氧化锌：1份、硬脂酸钡：0.5份、硼硅酸铝钙：1份、乙酸钠：0.8份、甘油酸三醋酸酯：2份、丁二醇月桂酸酯：0.2份、新戊二醇二庚酸酯：1份、乙基己基三嗪酮：0.5份。
纳米氧化锌的平均粒径为50nm。
其制备包括以下步骤：
(1)挤出母粒：将按配方用量的制备原料加入到高速捏合机中，加热至熔融状态，采用双螺杆挤出机挤压造粒，得到母粒；
(2)制备管材：将步骤(1)得到的母粒加热至熔融状态，采用挤出机挤出得到管材；
(3)将步骤(2)得到的管材引入波纹管成型机，牵引成型，经过冷却定型得到盐碱地用滤料波管。
步骤(1)中的双螺杆挤出机的转速为180rpm，所述挤出温度为220℃；所述双螺杆挤出机的长径比为25:1。
步骤(2)中的挤出机的机筒温度为230℃，模头温度为240℃。
所述步骤(3)中的牵引速度4m/min。
所述步骤(3)中制备得到的滤料波管的外径为110mm，壁厚为3mm。
实施例2一种盐碱地用滤料波管
其制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：70份、丙烯酸酯：0.5份、硅烷偶联剂KH-550：1.2份、纳米氧化锌：2份、硬脂酸钡：1.5份、硼硅酸铝钙：2份、乙酸钠：1.5份、甘油酸三醋酸酯：3份、丁二醇月桂酸酯：0.6份、新戊二醇二庚酸酯：3份、乙基己基三嗪酮：1.5份。
纳米氧化锌的平均粒径为150nm。
其制备包括以下步骤：
(1)挤出母粒：将按配方用量的制备原料加入到高速捏合机中，加热至熔融状态，采用双螺杆挤出机挤压造粒，得到母粒；
(2)制备管材：将步骤(1)得到的母粒加热至熔融状态，采用挤出机挤出得到管材；
(3)将步骤(2)得到的管材引入波纹管成型机，牵引成型，经过冷却定型得到盐碱地用滤料波管。
步骤(1)中的双螺杆挤出机的转速为180rpm，所述挤出温度为230℃；所述双螺杆挤出机的长径比为25:1。
步骤(2)中的挤出机的机筒温度为240℃，模头温度为250℃。
步骤(3)中的牵引速度4m/min。
步骤(3)中制备得到的滤料波管的外径为110mm，壁厚为3mm。
实施例3一种盐碱地用滤料波管
其制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：67份、丙烯酸酯：0.3份、硅烷偶联剂KH-550：0.8份、纳米氧化锌：1.5份、硬脂酸钡：1.2份、硼硅酸铝钙：1.5份、乙酸钠：1.0份、甘油酸三醋酸酯：2.5份、丁二醇月桂酸酯：0.4份、新戊二醇二庚酸酯：2份、乙基己基三嗪酮：1.1份。
纳米氧化锌的平均粒径为100nm
制备方法，包括以下步骤：
(1)挤出母粒：将按配方用量的制备原料加入到高速捏合机中，加热至熔融状态，采用双螺杆挤出机挤压造粒，得到母粒；
(2)制备管材：将步骤(1)得到的母粒加热至熔融状态，采用挤出机挤出得到管材；
(3)将步骤(2)得到的管材引入波纹管成型机，牵引成型，经过冷却定型得到盐碱地用滤料波管。
步骤(1)中的双螺杆挤出机的转速为180rpm，所述挤出温度为220-230℃；所述双螺杆挤出机的长径比为25:1。
步骤(2)中的挤出机的机筒温度为235℃，模头温度为245℃。
步骤(3)中的牵引速度4m/min。
步骤(3)中制备得到的滤料波管的外径为110mm，壁厚为3mm。
对比例1一种盐碱地用滤料波管
制备原料基本同实施例3，与实施例3的区别在于：不含丁二醇月桂酸酯。
制备方法同实施例3。
对比例2一种盐碱地用滤料波管
制备原料基本同实施例3，与实施例3的区别在于：不含乙基己基三嗪酮。
制备方法同实施例3。
对比例3一种盐碱地用滤料波管
制备原料基本同实施例3，与实施例3的区别在于：不含丁二醇月桂酸酯和乙基己基三嗪酮。
制备方法同实施例3。
对比例4一种盐碱地用滤料波管
制备原料基本同实施例3，与实施例3的区别在于：不含硅酸铝钙。
制备方法同实施例3。
对比例5一种盐碱地用滤料波管
制备原料基本同实施例3，与实施例3的区别在于：不含新戊二醇二庚酸酯。
制备方法同实施例3。
对比例6一种盐碱地用滤料波管
制备原料基本同实施例3，与实施例3的区别在于：不含硅酸硅酸铝钙和新戊二醇二庚酸酯。
制备方法同实施例3
实施例1滤料波管抗盐碱腐蚀性能试验
将实施例1-3和对比例1-3制备得到的滤料波管分别浸泡在不同的实验介质中，70℃条件下，浸泡100h，进行抗盐碱腐蚀性能实验。
腐蚀率＝(滤料波管的原始质量-浸泡介质后的滤料波管质量)/滤料波管的原始质量X 100％，实施例1-3和对比例1-3制备得到的滤料波管的抗盐碱腐蚀性能实验结果见表1：
表1
从上表可以看出，本发明实施例1-3制备得到的盐碱地用滤料波管的耐腐蚀性好，其在质量浓度为60％的氢氧化钠溶液的腐蚀率为0.133-0.156％，在质量浓度为25％的铬酸溶液中的腐蚀率为0.218-242％，低于对比例1-
实验例2滤料波管的抗冲击强度、耐受工作压力试验
实施例1-3和对比例4-6制备得到的滤料波管的抗冲击强度、耐受工作压力的测试结果如下表所示,抗冲击性能根据GB/T14152-2001测试。
表2
介质 抗冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) 耐受工作压力(Mpa)
实施例1 152 26
实施例2 162 30
实施例3 179 28
对比例4 121 16
对比例5 132 18
对比例6 115 14
从上表可以看出，本发明实施例1-3制备得到的盐碱地用滤料波管的抗冲击性和耐压性能好，其抗冲击强度为152-179KJ/m2，耐受工作压力为26-30Mpa，高于对比例4-6。
实验例3滤料波管的耐老化试验
将实施例1-3和对比例1-3制备得到的滤料波管置于温度为90℃，相对湿度为95％的环境中，放置7天后，取出，冷却，测定各性能指标的变化量，结果如表3所示：
表3
从上表可以看出，本发明实施例1-3制备得到的盐碱地用滤料波管的耐老化性能强，其于温度为90℃，相对湿度为95％的环境中，放置7天后的拉伸强度降低量为5.2-6.8％，抗冲击强度的降低量为22-3.2％，低于对比例1-3。
实验例4耐低温性能试验
根据GB/T 5470-2008测试实施例1-3和对比例4-6制备得到盐碱地用滤料波管的脆化温度，其测试性能如表4所示：
表4
脆化温度(℃)
实施例1 -56
实施例2 -61
实施例3 -65
对比例4 -50
对比例5 -46
对比例6 -40
从上表可以看出，本发明实施例1-3制备得到的盐碱地用滤料波管的耐低温性能好，其脆化温度为-65～-56℃，低于对比例4-6。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种盐碱地用滤料波管，其特征在于：其制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：65-70份、丙烯酸酯：0.1-0.5份、硅烷偶联剂KH-550：0.5-1.2份、纳米氧化锌：1-2份、硬脂酸钡：0.5-1.5份、硼硅酸铝钙：1-2份、乙酸钠：0.8-1.5份、甘油酸三醋酸酯：2-3份、丁二醇月桂酸酯：0.2-0.6份、新戊二醇二庚酸酯：1-3份和乙基己基三嗪酮：0.5-1.5份。
2.如权利要求1所述的盐碱地用滤料波管，其特征在于：所述制备原料按重量份计的包括以下组分：聚氯乙烯树脂：67份、丙烯酸酯：0.3份、硅烷偶联剂KH-550：0.8份、纳米氧化锌：1.5份、硬脂酸钡：1.2份、硼硅酸铝钙：1.5份、乙酸钠：1.0份、甘油酸三醋酸酯：2.5份、丁二醇月桂酸酯：0.4份、新戊二醇二庚酸酯：2份和乙基己基三嗪酮：1.1份。
3.如权利要求2所述的盐碱地用滤料波管，其特征在于：所述纳米氧化锌的平均粒径为50-150nm。
4.如权利要求3所述的盐碱地用滤料波管，特征在于：所述纳米氧化锌的平均粒径为100nm。
5.如权利要求1-4任意一项所述的盐碱地用滤料波管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)挤出母粒：将按配方用量的制备原料加入到高速捏合机中，加热至熔融状态，采用双螺杆挤出机挤压造粒，得到母粒；
(2)制备管材：将步骤(1)得到的母粒加热至熔融状态，采用挤出机挤出得到管材；
(3)将步骤(2)得到的管材引入波纹管成型机，牵引成型，经过冷却定型得到盐碱地用滤料波管。
6.如权利要求5所述的盐碱地用滤料波管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的双螺杆挤出机的转速为180rpm，所述挤出温度为220-230℃；所述双螺杆挤出机的长径比为25:1。
7.如权利要求5所述的盐碱地用滤料波管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的挤出机的机筒温度为230-240℃，模头温度为240-250℃。
8.如权利要求5所述的盐碱地用滤料波管的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的牵引速度4m/min。
9.如权利要求5所述的盐碱地用滤料波管的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中制备得到的滤料波管的公称外径为110mm，壁厚为3mm。
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