CN112521673A - 一种环保mpve双壁波纹管制备及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，包括以下步骤：按配比称取原料，低温烘干，去除原料内部水分；对填充物进行预处理后，取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、抗氧化剂、着色剂以及苯乙烯共聚物进行熔融共混，搅拌均匀后制得共混物a；将抑菌剂和环保增塑剂混合研磨后掺杂入共混物a中，升高温度塑化，持续搅拌后制得MPVE双壁波纹管基材；将MPVE双壁波纹管基材置于双螺杆挤压机中挤出成型，制得MPVE双壁波纹管雏形，并将MPVE双壁波纹管雏形迅速置于模具中定型；MPVE双壁波纹管雏形定型完成后脱模，冷却，冷却后按比例切段制成MPVE双壁波纹管，本发明提高了现有波纹管的产品质量，降低了波纹管对环境的影响和污染。
Description
技术领域
本发明涉及合金复合管材制品领域，具体为一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺。
背景技术
波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十兆帕。它的开口端固定，密封端处于自由状态，并利用辅助的螺旋弹簧或簧片增加弹性。工作时在内部压力的作用下沿管子长度方向伸长，使活动端产生与压力成一定关系的位移。活动端带动指针即可直接指示压力的大小。波纹管常常与位移传感器组合起来构成输出为电量的压力传感器，有时也用作隔离元件。由于波纹管的伸展要求较大的容积变化，因此它的响应速度低于波登管。波纹管适于测量低压。
高分子共混物，俗称聚合物合金(polymer alloy)，是一类表观均一、含有两种或两种以上不同结构的多组分聚合物体系的材料。通过共混可提高高分子材料的物料力学性能、加工性能，降低成本，扩大适用范围。因而是实现聚合物改性和生产多性能新材料的重要途径之一。
其中聚合物合金波纹管逐步走向市场并逐渐普及，现有的聚合物合金波纹管多为HDPE (高密度聚乙烯)材质，HDPE材质具有良好的耐热性和耐寒性且化学稳定性好，但是长期使用后易老化，导致强度降低，抗压能力较小，同时管材水密性较差以污染运输物质难以运输水源气体等流体类，适用范围较小。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种环保MPVE双壁波纹管，所述MPVE双壁波纹管包括以下重量份原料：30-50份聚乙烯树脂、10-15份碳纳米纤维、 10-20份聚偏乙烯、10-20份苯乙烯共聚物、3-5份着色剂、3-5份抗氧化剂、3-5份环保增塑剂、10-20份填充物、3-10份抑菌剂。
优选的，所述填充物包括液态填充物和固态填充物，所述液态填充物为熔融态ABS树脂，所述固态填充物包括有机填充物和无机填充物。
优选的，所述有机填充物具体为天然植物纤维和石蜡，所述无机填充物具体为石蜡、碳酸钙和二氧化硅中的一种或多种混合，且所述天然纤维、石蜡和无机填充物的混合比为 1∶1∶1。
优选的，所述填充物液态填充物和固态填充物的混合比为1-3∶1。
优选的，所述抑菌剂具体为载银石墨烯。
优选的，所述环保增塑剂具体为CCP增塑剂或柠檬酸酯。
还包括一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一所述的配比称取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、苯乙烯共聚物、着色剂、抗氧化剂、环保增塑剂、填充物、抑菌剂，在40-60℃下烘干6-8h，去除原料内部水分；
步骤二：对填充物进行预处理后，取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、抗氧化剂、着色剂以及苯乙烯共聚物进行熔融共混，搅拌均匀后制得共混物a；
步骤三：将抑菌剂和环保增塑剂混合研磨后掺杂入共混物a中，升高温度塑化，持续搅拌20-40min后制得MPVE双壁波纹管基材；
步骤四：将MPVE双壁波纹管基材置于双螺杆挤压机中挤出成型，制得MPVE双壁波纹管雏形，并将MPVE双壁波纹管雏形迅速置于模具中定型；
步骤五：MPVE双壁波纹管雏形定型完成后脱模，表面雾化喷水冷却，冷却后按比例切段制成MPVE双壁波纹管。
优选的，所述步骤二中填充物预处理步骤具体为将固体填充物研磨成粉，并将液体填充物加热融化，将固态填充物粉末与熔融态液体填充物掺杂混合，所述研磨后固体填充物粉末粒径小于200目。
优选的，所述步骤三中升温塑化温度为200-220℃，所述塑化时间为1-3h。
优选的，步骤四中挤出成型时MPVE双壁波纹管基材温度不高于220℃，所述挤出压力为22-28MPa。
(三)有益效果
本发明提供了一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，具备以下有益效果：
MPVE通过将聚乙烯-聚氯乙烯共混制得一种新型的高分子材料，该材料用于双壁波纹管制备时比HDPE双壁波纹管强度更大、抗压能力更强、质量更轻、使用寿命更长综合性能优于现有双壁波纹管产品，对双壁波纹管材的发展有重大意义。且实现节约材料20-25％，降低成本10-25％，大大减小了塑料制品频繁更换，降低环境污染。且MPVE材料在隔水性上远优于HDPE材质，因此适合做雨污水管道与低压农村灌溉管道等，同时在制备时通过掺杂有碳纳米纤维和植物纤维，有效提高管材的韧性，并且在材质中还添加有固态填充物用于增加产品结构刚性和抗冲击能力来，填充物中还设有石蜡，石蜡在融化后混合有效地避免物料在挤出成型时与挤出设备内壁粘连，提高了产品的生产效率和产品质量，而且在原料中还掺杂有抑菌剂，抑菌剂采用载银石墨烯，通过使用石墨烯固化游离的银离子，使得管材对内部微生物和细菌有着良好的抑制效果，进而避免不必要的污染，同时石墨烯具有较好的还原性，有效的保证银离子在加热混合时的稳定存在，进一步保证物料的杀菌效果，采用了环保型增塑剂有利于降低对环境的污染，采用碳纳米纤维和植物纤维掺杂有利于管材废弃后的降解。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
具体实施例如下
实施例一
本发明实施例提供一种环保MPVE双壁波纹管，MPVE双壁波纹管包括以下重量份原料： 30份聚乙烯树脂、10份碳纳米纤维、10份聚偏乙烯、10份苯乙烯共聚物、3份着色剂、3份抗氧化剂、3份环保增塑剂、10份填充物、3份抑菌剂。
进一步地，填充物包括液态填充物和固态填充物，液态填充物为熔融态ABS树脂，固态填充物包括有机填充物和无机填充物，有机填充物具体为天然植物纤维和石蜡，无机填充物具体为石蜡、碳酸钙和二氧化硅中的一种或多种混合，且天然纤维、石蜡和无机填充物的混合比为1∶1∶1，填充物液态填充物和固态填充物的混合比为1∶1，抑菌剂具体为载银石墨烯，环保增塑剂具体为CCP增塑剂或柠檬酸酯。
还包括一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一的配比称取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、苯乙烯共聚物、着色剂、抗氧化剂、环保增塑剂、填充物、抑菌剂，在40℃下烘干6h，去除原料内部水分；
步骤二：对填充物进行预处理后，取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、抗氧化剂、着色剂以及苯乙烯共聚物进行熔融共混，搅拌均匀后制得共混物a；
步骤三：将抑菌剂和环保增塑剂混合研磨后掺杂入共混物a中，升高温度塑化，持续搅拌20min后制得MPVE双壁波纹管基材；
步骤四：将MPVE双壁波纹管基材置于双螺杆挤压机中挤出成型，制得MPVE双壁波纹管雏形，并将MPVE双壁波纹管雏形迅速置于模具中定型；
步骤五：MPVE双壁波纹管雏形定型完成后脱模，表面雾化喷水冷却，冷却后按比例切段制成MPVE双壁波纹管。
进一步地，步骤二中填充物预处理步骤具体为将固体填充物研磨成粉，并将液体填充物加热融化，将固态填充物粉末与熔融态液体填充物掺杂混合，研磨后固体填充物粉末粒径小于200目。
进一步地，步骤三中升温塑化温度为200℃，塑化时间为1h。
进一步地，步骤四中挤出成型时MPVE双壁波纹管基材温度不高于220℃，挤出压力为 22MPa。
实施例二
本发明实施例提供一种环保MPVE双壁波纹管，MPVE双壁波纹管包括以下重量份原料： 50份聚乙烯树脂、15份碳纳米纤维、20份聚偏乙烯、20份苯乙烯共聚物、5份着色剂、5份抗氧化剂、5份环保增塑剂、20份填充物、10份抑菌剂。
进一步地，填充物包括液态填充物和固态填充物，液态填充物为熔融态ABS树脂，固态填充物包括有机填充物和无机填充物，有机填充物具体为天然植物纤维和石蜡，无机填充物具体为石蜡、碳酸钙和二氧化硅中的一种或多种混合，且天然纤维、石蜡和无机填充物的混合比为1∶1∶1，填充物液态填充物和固态填充物的混合比为1∶1，抑菌剂具体为载银石墨烯，环保增塑剂具体为CCP增塑剂或柠檬酸酯。
还包括一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一的配比称取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、苯乙烯共聚物、着色剂、抗氧化剂、环保增塑剂、填充物、抑菌剂，在40℃下烘干6h，去除原料内部水分；
步骤二：对填充物进行预处理后，取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、抗氧化剂、着色剂以及苯乙烯共聚物进行熔融共混，搅拌均匀后制得共混物a；
步骤三：将抑菌剂和环保增塑剂混合研磨后掺杂入共混物a中，升高温度塑化，持续搅拌20-40min后制得MPVE双壁波纹管基材；
步骤四：将MPVE双壁波纹管基材置于双螺杆挤压机中挤出成型，制得MPVE双壁波纹管雏形，并将MPVE双壁波纹管雏形迅速置于模具中定型；
步骤五：MPVE双壁波纹管雏形定型完成后脱模，表面雾化喷水冷却，冷却后按比例切段制成MPVE双壁波纹管。
进一步地，步骤二中填充物预处理步骤具体为将固体填充物研磨成粉，并将液体填充物加热融化，将固态填充物粉末与熔融态液体填充物掺杂混合，研磨后固体填充物粉末粒径小于200目。
进一步地，步骤三中升温塑化温度为200℃，塑化时间为1h。
进一步地，步骤四中挤出成型时MPVE双壁波纹管基材温度不高于220℃，挤出压力为 22MPa。
实施例三
本发明实施例提供一种环保MPVE双壁波纹管，MPVE双壁波纹管包括以下重量份原料： 30份聚乙烯树脂、10份碳纳米纤维、10份聚偏乙烯、10份苯乙烯共聚物、3份着色剂、3份抗氧化剂、3份环保增塑剂、10份填充物、3份抑菌剂。
进一步地，填充物包括液态填充物和固态填充物，液态填充物为熔融态ABS树脂，固态填充物包括有机填充物和无机填充物，有机填充物具体为天然植物纤维和石蜡，无机填充物具体为石蜡、碳酸钙和二氧化硅中的一种或多种混合，且天然纤维、石蜡和无机填充物的混合比为1∶1∶1，填充物液态填充物和固态填充物的混合比为3∶1，抑菌剂具体为载银石墨烯，环保增塑剂具体为CCP增塑剂或柠檬酸酯。
还包括一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一的配比称取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、苯乙烯共聚物、着色剂、抗氧化剂、环保增塑剂、填充物、抑菌剂，在60℃下烘干8h，去除原料内部水分；
步骤二：对填充物进行预处理后，取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、抗氧化剂、着色剂以及苯乙烯共聚物进行熔融共混，搅拌均匀后制得共混物a；
步骤三：将抑菌剂和环保增塑剂混合研磨后掺杂入共混物a中，升高温度塑化，持续搅拌40min后制得MPVE双壁波纹管基材；
步骤四：将MPVE双壁波纹管基材置于双螺杆挤压机中挤出成型，制得MPVE双壁波纹管雏形，并将MPVE双壁波纹管雏形迅速置于模具中定型；
步骤五：MPVE双壁波纹管雏形定型完成后脱模，表面雾化喷水冷却，冷却后按比例切段制成MPVE双壁波纹管。
进一步地，步骤二中填充物预处理步骤具体为将固体填充物研磨成粉，并将液体填充物加热融化，将固态填充物粉末与熔融态液体填充物掺杂混合，研磨后固体填充物粉末粒径小于200目。
进一步地，步骤三中升温塑化温度为220℃，塑化时间为3h。
进一步地，步骤四中挤出成型时MPVE双壁波纹管基材温度不高于220℃，挤出压力为 28MPa。
实施例四
本发明实施例提供一种环保MPVE双壁波纹管，MPVE双壁波纹管包括以下重量份原料： 50份聚乙烯树脂、15份碳纳米纤维、20份聚偏乙烯、20份苯乙烯共聚物、5份着色剂、5份抗氧化剂、5份环保增塑剂、20份填充物、10份抑菌剂。
进一步地，填充物包括液态填充物和固态填充物，液态填充物为熔融态ABS树脂，固态填充物包括有机填充物和无机填充物，有机填充物具体为天然植物纤维和石蜡，无机填充物具体为石蜡、碳酸钙和二氧化硅中的一种或多种混合，且天然纤维、石蜡和无机填充物的混合比为1∶1∶1，填充物液态填充物和固态填充物的混合比为3∶1，抑菌剂具体为载银石墨烯，环保增塑剂具体为CCP增塑剂或柠檬酸酯。
还包括一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一的配比称取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、苯乙烯共聚物、着色剂、抗氧化剂、环保增塑剂、填充物、抑菌剂，在60℃下烘干8h，去除原料内部水分；
步骤二：对填充物进行预处理后，取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、抗氧化剂、着色剂以及苯乙烯共聚物进行熔融共混，搅拌均匀后制得共混物a；
步骤三：将抑菌剂和环保增塑剂混合研磨后掺杂入共混物a中，升高温度塑化，持续搅拌40min后制得MPVE双壁波纹管基材；
步骤四：将MPVE双壁波纹管基材置于双螺杆挤压机中挤出成型，制得MPVE双壁波纹管雏形，并将MPVE双壁波纹管雏形迅速置于模具中定型；
步骤五：MPVE双壁波纹管雏形定型完成后脱模，表面雾化喷水冷却，冷却后按比例切段制成MPVE双壁波纹管。
进一步地，步骤二中填充物预处理步骤具体为将固体填充物研磨成粉，并将液体填充物加热融化，将固态填充物粉末与熔融态液体填充物掺杂混合，研磨后固体填充物粉末粒径小于200目。
进一步地，步骤三中升温塑化温度为220℃，塑化时间为3h。
进一步地，步骤四中挤出成型时MPVE双壁波纹管基材温度不高于220℃，挤出压力为 28MPa。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种环保MPVE双壁波纹管，其特征在于：所述MPVE双壁波纹管包括以下重量份原料：30-50份聚乙烯树脂、10-15份碳纳米纤维、10-20份聚偏乙烯、10-20份苯乙烯共聚物、3-5份着色剂、3-5份抗氧化剂、3-5份环保增塑剂、10-20份填充物、3-10份抑菌剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保MPVE双壁波纹管，其特征在于：所述填充物包括液态填充物和固态填充物，所述液态填充物为熔融态ABS树脂，所述固态填充物包括有机填充物和无机填充物。
3.根据权利要求2所述的一种环保MPVE双壁波纹管，其特征在于：所述有机填充物具体为天然植物纤维和石蜡，所述无机填充物具体为石蜡、碳酸钙和二氧化硅中的一种或多种混合，且所述天然纤维、石蜡和无机填充物的混合比为1∶1∶1。
4.根据权利要求2所述的一种环保MPVE双壁波纹管，其特征在于：所述填充物液态填充物和固态填充物的混合比为1-3∶1。
5.根据权利要求1所述的一种环保MPVE双壁波纹管，其特征在于：所述抑菌剂具体为载银石墨烯。
6.根据权利要求1所述的一种环保MPVE双壁波纹管，其特征在于：所述环保增塑剂具体为CCP增塑剂或柠檬酸酯。
7.一种权利要求1-6任意一项所述的环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一所述的配比称取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、苯乙烯共聚物、着色剂、抗氧化剂、环保增塑剂、填充物、抑菌剂，在40-60℃下烘干6-8h，去除原料内部水分；
步骤二：对填充物进行预处理后，取聚乙烯树脂、碳纳米纤维、聚偏乙烯、抗氧化剂、着色剂以及苯乙烯共聚物进行熔融共混，搅拌均匀后制得共混物a；
步骤三：将抑菌剂和环保增塑剂混合研磨后掺杂入共混物a中，升高温度塑化，持续搅拌20-40min后制得MPVE双壁波纹管基材；
步骤四：将MPVE双壁波纹管基材置于双螺杆挤压机中挤出成型，制得MPVE双壁波纹管雏形，并将MPVE双壁波纹管雏形迅速置于模具中定型；
步骤五：MPVE双壁波纹管雏形定型完成后脱模，表面雾化喷水冷却，冷却后按比例切段制成MPVE双壁波纹管。
8.根据权利要求7所述的一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：所述步骤二中填充物预处理步骤具体为将固体填充物研磨成粉，并将液体填充物加热融化，将固态填充物粉末与熔融态液体填充物掺杂混合，所述研磨后固体填充物粉末粒径小于200目。
9.根据权利要求7所述的一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：所述步骤三中升温塑化温度为200-220℃，所述塑化时间为1-3h。
10.根据权利要求7所述的一种环保MPVE双壁波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：步骤四中挤出成型时MPVE双壁波纹管基材温度不高于220℃，所述挤出压力为22-28MPa。
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