CN112679824B - 一种增强耐磨pe排水管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强耐磨PE排水管及其制备方法，包括内层、芯层、外层，所述内层、芯层和外层由内而外依次设置；本发明中超高分子量聚乙烯的弯曲模量、耐磨性远远优于常规HDPE，因此将其作为管材的外层，能有效提高排水管材的耐磨性和提高管材抗外压能力，并且石墨烯做改性色母粒的着色载体，由于其特殊的片层结构，六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是已知强度最高的材料之一，相比传统炭黑具有耐磨性高、耐压性能等，根据GB/T 19810‑2005测定，制备得到的增强耐磨PE排水管的拉伸强度为26‑30MPa，增幅达到30％‑50％。

Description

一种增强耐磨PE排水管及其制备方法

技术领域

本发明涉及排水管制备技术领域，具体涉及一种增强耐磨PE排水管及其制备方法。

背景技术

PE材料由于其强度高、耐高温、抗腐蚀、无毒等特点，被广泛应用于排水管制造领域。因为它不会生锈，所以，是替代普通铁排水管的理想管材。但是现有的排水管的耐磨效果并不佳，在排水管生产过程中，排水管挤出切割后，需要排水管进行水冷，之后还需要对表面进行烘干处理，通常对排水管水冷的效率并不高，冷却效果也不够充分，并且排水管经过水冷之后还需要干燥，整体工艺复杂化，增加了设备成本，同时如果干燥不够充分就会影响后续工序的进行，现有的设备并不能满足对排水管进行高效烘干的同时节省设备成本。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种增强耐磨PE排水管及其制备方法，超高分子量聚乙烯的弯曲模量、耐磨性远远优于常规HDPE，因此将其作为管材的外层，能有效提高排水管材的耐磨性和提高管材抗外压能力，并且石墨烯做改性色母粒的着色载体，由于其特殊的片层结构，六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是已知强度最高的材料之一，相比传统炭黑具有耐磨性高、耐压性能等，根据GB/T 19810-2005测定，制备得到的增强耐磨PE排水管的拉伸强度为26-30MPa，增幅达到30％-50％；通过设置多个装夹机构，便于同时对多个增强耐磨PE排水管进行冷却，提高冷却效率，节省冷却时间，并且通过机械自动化对增强耐磨PE排水管进行冷却，替代人工水冷，节约了劳动力，也节省了劳动力成本；通过设置卡板、第一弹簧、调整杆和卡块相互配合，能够对增强耐磨PE排水管进行稳定的装夹，同时装夹力度能够通过人工调节，避免了对管道内壁造成损害，同时具有弹性的卡板和可调节的卡块，能够适用于不同孔径的管材装夹，是整个装备能够冷却不同孔径的管材，提高整个装备的适用范围，进而进一步节省成本；采用冷风对管材进行冷却，避免了人工水冷的设备过长占用空间，同时无需再次干燥，节省了干燥设备的成本，优化了整个制备工艺，并且装置安装拆卸简单，便于维护保养。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种增强耐磨PE排水管，包括内层、芯层、外层，所述内层、芯层和外层由内而外依次设置；

其中内层为聚乙烯耐压层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯树脂94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份；

芯层为相容层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯接枝物树脂100-110份；

外层为增强耐磨层，由下述重量份原料制备得到：超高分子聚乙烯94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份；

该增强耐磨PE排水管通过下述步骤制备得到：

步骤一、混料：按照重量份，称取聚乙烯树脂94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料A；称取超高分子聚乙烯94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料B；

步骤二、挤出：将混合料A、聚乙烯接枝物树脂、混合料B，加入三层共挤模具中，进行共挤外层处理，在190-220℃的温度条件下复合挤出成型，得到增强耐磨PE排水管；

步骤三、冷却：打开冷却装置的操作门，取下装夹机构的第二固定座，将增强耐磨PE排水管套入装夹机构中，安装上第二固定座，关闭操作门，启动冷风机，通过排风口向操作腔中吹冷风，同时冷风通过第二支管，吹入冷风通道中，从通气孔中吹出，内外同时对增强耐磨PE排水管进行冷却，启动第一电机，带动转动齿轮转动，转动齿轮带动转动台转动，进一步对增强耐磨PE排水管冷却，冷却结束后，打开操作门，取下第二固定座，拿出冷却的增强耐磨PE排水管，收集整理。

作为本发明进一步的方案：石墨烯增强母粒通过下述重量份的原料制备得到：树脂40-50份，预处理的纳米石墨烯10-15份，润滑剂2-4份，加工助剂3-5份，抗氧剂0.5-1.5份，光稳定剂1-2份；

该石墨烯增强母粒通过下述步骤制备得到：

S1、混料：按照重量份，称取树脂、预处理的纳米石墨烯、润滑剂、加工助剂、抗氧剂、光稳定剂，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料C；

S2、密炼：将混合料C加入密炼机中，加工密炼，得到混合料D，其中密炼温度为140-165℃；

S3、挤出、造粒：将混合料D送入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到石墨烯增强母粒，其中螺杆转速为300-400r/min，造粒温度为180-195℃。

作为本发明进一步的方案：所述预处理的纳米石墨烯通过用表面增效剂、超分散剂以雾化喷淋方式对纳米石墨烯进行表面处理，再经干燥处理后得到；

所述超分散剂包括聚烯烃类超分散剂和接枝共聚物类超分散剂；

所述预处理的纳米石墨烯原料的重量份为：纳米石墨烯10-20份、聚烯烃类超分散剂2-5份、接枝共聚物类超分散剂2-5份、表面增效剂1-2份；

所述表面增效剂为钛酸酯；

所述润滑剂为聚烯烃低聚物，所述加工助剂为聚乙烯接枝物，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述光稳定剂为苯并三唑类紫外吸收剂。

一种增强耐磨PE排水管的制备方法，该增强耐磨PE排水管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、混料：按照重量份，称取聚乙烯树脂94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料A；称取超高分子聚乙烯94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料B；

步骤二、挤出：将混合料A、聚乙烯接枝物树脂100-110份、混合料B，加入三层共挤模具中，进行共挤外层处理，在190-220℃的温度条件下复合挤出成型，得到增强耐磨PE排水管；

步骤三、冷却：打开冷却装置的操作门，取下装夹机构的第二固定座，将增强耐磨PE排水管套入装夹机构中，安装上第二固定座，关闭操作门，启动冷风机，通过排风口向操作腔中吹冷风，同时冷风通过第二支管，吹入冷风通道中，从通气孔中吹出，内外同时对增强耐磨PE排水管进行冷却，启动第一电机，带动转动齿轮转动，转动齿轮带动转动台转动，进一步对增强耐磨PE排水管冷却，冷却结束后，打开操作门，取下第二固定座，拿出冷却的增强耐磨PE排水管，收集整理。

作为本发明进一步的方案：步骤三中冷却装置包括冷却箱、冷风机构、传动机构、安装机构，所述冷却箱底部设置有第一安装腔，所述第一安装腔中设置有冷风机构，所述冷却箱顶部正面设置有两个操作门，两个所述操作门关于冷却箱的竖直中心线对称分布，所述冷却箱顶端内部设置有操作腔，所述操作腔两侧对称设置有传动机构和安装机构，所述安装机构位于传动机构内侧，所述冷却箱顶部中间开设有排气孔，所述排气孔正上方且位于冷却箱顶部固定安装有连通台，所述连通台顶部固定连接有排气管，所述冷却箱底部四个角均固定安装有万向轮。

作为本发明进一步的方案：所述冷风机构包括冷风机，所述冷风机固定安装在第一安装腔内部，所述冷风机的出风口固定连接有进风管，所述进风管另一端贯穿操作腔底板固定连接有第一连接管，所述第一连接管两端对称固定连接有第二连接管，所述第二连接管顶部固定连接有三个排风口，三个所述排风口等间距设置，所述第二连接管靠近内侧一端顶部固定连接有第三连接管，所述第三连接管另一端固定连接有密封管，所述密封管一端固定安装在第一安装台上，所述第一安装台焊接在操作腔内侧的侧壁上，所述密封管另一端转动安装有第四连接管，所述第四连接管另一端固定连接有六个第一支管，六个所述第一支管围绕第四连接管等角度设置，六个所述第一支管另一端均固定连接在环形管上，所述环形管底部固定连接有六个第二支管，六个所述第二支管围绕第四连接管等角度分布，所述第四连接管靠近第一支管一端端面上固定连接有一个第二支管。

作为本发明进一步的方案：所述传动机构包括第二安装台，两个所述第二安装台对称固定安装在操作腔两侧的底板上，所述第二安装台顶部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴固定安装有转动齿轮，所述转动齿轮与齿槽啮合连接。

作为本发明进一步的方案：所述安装机构包括第一安装架，所述第一安装架固定焊接在操作腔的底板上，所述第一安装架底部开设有避空孔，所述第一安装架中部开设有第二安装孔，所述第二安装孔中转动安装有转动台，所述转动台靠近操作门一侧开设有七个第一安装槽，所述第一安装槽底部开设有第一安装孔，七个第二支管分别固定安装在对应的第一安装孔中，七个所述第一安装槽中均固定安装有装夹机构，所述转动台外侧轴面开设有齿槽。

作为本发明进一步的方案：所述装夹机构包括第一固定座、第二固定座，所述第一固定座固定安装在第一安装槽中，所述第一固定座外侧设置有第一卡台，所述第一卡台顶端转动安装有四个卡板，四个所述卡板围绕第一卡台的中轴线等角度分布，所述卡板底端内侧固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧另一端固定连接在第一卡台轴面上开设的第三安装槽中，所述第一卡台外侧端面固定连接有通气圆筒，所述通气圆筒筒壁开设有若干个通气孔，所述第一固定座内部开设有冷风通道，所述冷风通道连通通气圆筒内部，所述第一固定座外侧轴面开设有若干个第一排气槽，所述通气圆筒另一端设置有安装螺纹部，所述第二固定座一侧设置有卡环台，所述卡环台外侧轴面开设有四个第二安装槽，四个第二安装槽中均滑动安装有卡块，所述第二固定座中部螺纹连接有调整杆，所述调整杆一侧固定连接有梯形圆台，所述梯形圆台位于卡环台内部，且与卡块相抵，所述卡块顶部设置有加压板，所述卡块底部设置有斜台，所述斜台顶面与卡环台内侧面之间设置有第二弹簧，所述斜台底面为圆弧面，且与梯形圆台外侧轴面相抵，所述第二固定座外侧轴面开设有若干个第二排气槽，所述第二固定座螺纹连接在安装螺纹部上。

本发明的有益效果：

1、本发明中超高分子量聚乙烯的弯曲模量、耐磨性远远优于常规HDPE，因此将其作为管材的外层，能有效提高排水管材的耐磨性和提高管材抗外压能力，并且石墨烯做改性色母粒的着色载体，由于其特殊的片层结构，六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是已知强度最高的材料之一，相比传统炭黑具有耐磨性高、耐压性能等，根据GB/T 19810-2005测定，制备得到的增强耐磨PE排水管的拉伸强度为26-30MPa，增幅达到30％-50％；

2、本发明通过设置多个装夹机构，便于同时对多个增强耐磨PE排水管进行冷却，提高冷却效率，节省冷却时间，并且通过机械自动化对增强耐磨PE排水管进行冷却，替代人工水冷，节约了劳动力，也节省了劳动力成本。

3、本发明通过设置卡板、第一弹簧、调整杆和卡块相互配合，能够对增强耐磨PE排水管进行稳定的装夹，同时装夹力度能够通过人工调节，避免了对管道内壁造成损害，同时具有弹性的卡板和可调节的卡块，能够适用于不同孔径的管材装夹，是整个装备能够冷却不同孔径的管材，提高整个装备的适用范围，进而进一步节省成本。

4、本发明采用冷风对管材进行冷却，避免了人工水冷的设备过长占用空间，同时无需再次干燥，节省了干燥设备的成本，优化了整个制备工艺，并且装置安装拆卸简单，便于维护保养。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明增强耐磨PE排水管整体结构示意图；

图2是本发明中冷却装置整体结构示意图；

图3是本发明中冷却装置的整体正面剖面结构示意图；

图4是本发明中冷却装置的整体侧面剖面结构示意图；

图5是本发明中冷却装置的转动台剖面结构示意图；

图6是本发明中冷却装置的第四连接管、环形管、第一支管和第二支管连接结构示意图；

图7是本发明中冷却装置的排风口安装结构示意图；

图8是本发明中冷却装置的装夹机构整体结构示意图；

图9是本发明中冷却装置的装夹机构部分剖面结构示意图；

图10是本发明中冷却装置的第二固定座与卡块连接结构示意图；

图11是本发明中冷却装置的第二固定座与卡块连接剖面结构示意图；

图12是本发明中冷却装置的卡块结构示意图。

图中：1、冷却箱；2、冷风机构；3、传动机构；4、安装机构；11、第一安装腔；12、万向轮；13、操作门；14、连通台；15、排气管；16、排气孔；17、操作腔；21、冷风机；22、进风管；23、第一连接管；24、第二连接管；25、排风口；26、第三连接管；27、密封管；28、第一安装台；29、第四连接管；210、环形管；211、第一支管；212、第二支管；31、第二安装台；32、第一电机；33、转动齿轮；41、第一安装架；411、避空孔；42、转动台；421、第一安装槽；422、第一安装孔；423、齿槽；43、装夹机构；431、第一固定座；4311、冷风通道；4312、第一排气槽；432、第一卡台；433、卡板；434、第一弹簧；435、通气圆筒；4351、通气孔；4352、安装螺纹部；436、卡环台；4361、第二安装槽；4362、第二弹簧；437、第二固定座；4371、第二排气槽；438、调整杆；4381、梯形圆台；439、卡块；4391、加压板；4393、斜台；100、内层；200、芯层；300、外层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12所示：

实施例1：

一种增强耐磨PE排水管，包括内层100、芯层200、外层300，所述内层100、芯层200和外层300由内而外依次设置；

其中内层100为聚乙烯耐压层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯树脂95份、石墨烯增强母粒4.5份；

芯层200为相容层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯接枝物树脂100份；

外层300为增强耐磨层，由下述重量份原料制备得到：超高分子聚乙烯95份、石墨烯增强母粒4.5份；

该增强耐磨PE排水管通过下述步骤制备得到：

步骤一、混料：按照重量份，称取聚乙烯树脂95份、石墨烯增强母粒4.5份，投入混合机中，200r/min搅拌均匀得到混合料A；称取超高分子聚乙烯95份、石墨烯增强母粒4.5份，投入混合机中，200r/min搅拌均匀得到混合料B；

步骤二、挤出：将混合料A、聚乙烯接枝物树脂、混合料B，加入三层共挤模具中，进行共挤外层处理，在210℃的温度条件下复合挤出成型，得到增强耐磨PE排水管；

步骤三、冷却：打开冷却装置的操作门13，取下装夹机构43的第二固定座437，将增强耐磨PE排水管套入装夹机构43中，安装上第二固定座437，关闭操作门13，启动冷风机21，通过排风口25向操作腔17中吹冷风，同时冷风通过第二支管212，吹入冷风通道4311中，从通气孔4351中吹出，内外同时对增强耐磨PE排水管进行冷却，启动第一电机32，带动转动齿轮33转动，转动齿轮33带动转动台42转动，进一步对增强耐磨PE排水管冷却，冷却结束后，打开操作门13，取下第二固定座437，拿出冷却的增强耐磨PE排水管，收集整理。

石墨烯增强母粒通过下述重量份的原料制备得到：树脂45份，预处理的纳米石墨烯15份，润滑剂3份，加工助剂4份，抗氧剂1份，光稳定剂1.5份；

该石墨烯增强母粒通过下述步骤制备得到：

S1、混料：按照重量份，称取树脂、预处理的纳米石墨烯、润滑剂、加工助剂、抗氧剂、光稳定剂，投入混合机中，200r/min搅拌均匀得到混合料C；

S2、密炼：将混合料C加入密炼机中，加工密炼，得到混合料D，其中密炼温度为165℃；

S3、挤出、造粒：将混合料D送入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到石墨烯增强母粒，其中螺杆转速为350r/min，造粒温度为195℃。

所述预处理的纳米石墨烯通过用表面增效剂、超分散剂以雾化喷淋方式对纳米石墨烯进行表面处理，再经干燥处理后得到；

所述超分散剂包括聚烯烃类超分散剂和接枝共聚物类超分散剂；

所述预处理的纳米石墨烯原料的重量份为：纳米石墨烯20份、聚烯烃类超分散剂3份、接枝共聚物类超分散剂3份、表面增效剂1.5份；

所述表面增效剂为钛酸酯；

所述润滑剂为聚烯烃低聚物，所述加工助剂为聚乙烯接枝物，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述光稳定剂为苯并三唑类紫外吸收剂。

实施例1中增强耐磨PE排水管的拉伸强度达到26MPa

实施例2：

一种增强耐磨PE排水管，包括内层100、芯层200、外层300，所述内层100、芯层200和外层300由内而外依次设置；

其中内层100为聚乙烯耐压层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯树脂95份、石墨烯增强母粒5.5份；

芯层200为相容层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯接枝物树脂100份；

外层300为增强耐磨层，由下述重量份原料制备得到：超高分子聚乙烯95份、石墨烯增强母粒5.5份。

实施例2中增强耐磨PE排水管的拉伸强度达到30MPa。

冷却装置包括冷却箱1、冷风机构2、传动机构3、安装机构4，所述冷却箱1底部设置有第一安装腔11，所述第一安装腔11中设置有冷风机构2，所述冷却箱1顶部正面设置有两个操作门13，两个所述操作门13关于冷却箱1的竖直中心线对称分布，所述冷却箱1顶端内部设置有操作腔17，所述操作腔17两侧对称设置有传动机构3和安装机构4，所述安装机构4位于传动机构3内侧，所述冷却箱1顶部中间开设有排气孔16，所述排气孔16正上方且位于冷却箱1顶部固定安装有连通台14，所述连通台14顶部固定连接有排气管15，所述冷却箱1底部四个角均固定安装有万向轮12。

所述冷风机构2包括冷风机21，所述冷风机21为GXA-UF020D，所述冷风机21固定安装在第一安装腔11内部，所述冷风机21的出风口固定连接有进风管22，所述进风管22另一端贯穿操作腔17底板固定连接有第一连接管23，所述第一连接管23两端对称固定连接有第二连接管24，所述第二连接管24顶部固定连接有三个排风口25，三个所述排风口25等间距设置，所述第二连接管24靠近内侧一端顶部固定连接有第三连接管26，所述第二连接管24穿过避空孔411设置，所述第三连接管26另一端固定连接有密封管27，所述密封管27一端固定安装在第一安装台28上，所述第一安装台28焊接在操作腔17内侧的侧壁上，所述密封管27另一端转动安装有第四连接管29，所述第四连接管29与密封管27转动连接处密封设置，避免冷风泄漏，所述第四连接管29另一端固定连接有六个第一支管211，六个所述第一支管211围绕第四连接管29等角度设置，六个所述第一支管211另一端均固定连接在环形管210上，所述环形管210底部固定连接有六个第二支管212，六个所述第二支管212围绕第四连接管29等角度分布，所述第四连接管29靠近第一支管211一端端面上固定连接有一个第二支管212，共七个第二支管212。

所述传动机构3包括第二安装台31，两个所述第二安装台31对称固定安装在操作腔17两侧的底板上，所述第二安装台31顶部固定安装有第一电机32，所述第一电机32的输出轴固定安装有转动齿轮33，所述转动齿轮33与齿槽423啮合连接。

所述安装机构4包括第一安装架41，所述第一安装架41固定焊接在操作腔17的底板上，所述第一安装架41底部开设有避空孔411，所述第一安装架41中部开设有第二安装孔，所述第二安装孔中转动安装有转动台42，所述转动台42靠近操作门13一侧开设有七个第一安装槽421，所述第一安装槽421底部开设有第一安装孔422，七个第二支管212分别固定安装在对应的第一安装孔422中，七个所述第一安装槽421中均固定安装有装夹机构43，所述转动台42外侧轴面开设有齿槽423；通过设置多个装夹机构43，便于同时对多个增强耐磨PE排水管进行冷却，提高冷却效率，节省冷却时间，并且通过机械自动化对增强耐磨PE排水管进行冷却，替代人工水冷，节约了劳动力，也节省了劳动力成本。

所述装夹机构43包括第一固定座431、第二固定座437，所述第一固定座431固定安装在第一安装槽421中，所述第一固定座431外侧设置有第一卡台432，所述第一卡台432顶端转动安装有四个卡板433，所述卡板433表面为圆弧形，便于对增强耐磨PE排水管进行卡接，同时避免挤压损伤增强耐磨PE排水管管道内壁，四个所述卡板433围绕第一卡台432的中轴线等角度分布，所述卡板433底端内侧固定连接有第一弹簧434，所述第一弹簧434另一端固定连接在第一卡台432轴面上开设的第三安装槽中，所述第一卡台432外侧端面固定连接有通气圆筒435，所述通气圆筒435筒壁开设有若干个通气孔4351，排出内部的冷风，进而从内部对增强耐磨PE排水管进行冷却，提升冷却效果，提高冷却速率，所述第一固定座431内部开设有冷风通道4311，所述冷风通道4311连通通气圆筒435内部，所述第一固定座431外侧轴面开设有若干个第一排气槽4312，便于增强耐磨PE排水管管道内部冷却后的热气排出，避免冷却不均和不充分，所述通气圆筒435另一端设置有安装螺纹部4352，所述第二固定座437一侧设置有卡环台436，所述卡环台436外侧轴面开设有四个第二安装槽4361，四个第二安装槽4361中均滑动安装有卡块439，对增强耐磨PE排水管进行装夹，所述第二固定座437中部螺纹连接有调整杆438，所述调整杆438一侧固定连接有梯形圆台4381，所述梯形圆台4381位于卡环台436内部，且与卡块439相抵，通过调整梯形圆台4381能够调节卡块439的位置，灵活控制装夹程度，所述卡块439顶部设置有加压板4391，所述卡块439底部设置有斜台4393，所述斜台4393顶面与卡环台436内侧面之间设置有第二弹簧4362，所述斜台4393底面为圆弧面，便于与梯形圆台4381接触，并调节，且与梯形圆台4381外侧轴面相抵，所述第二固定座437外侧轴面开设有若干个第二排气槽4371，便于增强耐磨PE排水管管道内部冷却后的热气排出，避免冷却不均和不充分，所述第二固定座437螺纹连接在安装螺纹部4352上。

本发明中冷却装置的工作原理：打开冷却装置的操作门13，取下装夹机构43的第二固定座437，将多个增强耐磨PE排水管套入装夹机构43中，安装上第二固定座437，调节调整杆438，将增强耐磨PE排水管装夹好，关闭操作门13，启动冷风机21，通过排风口25向操作腔17中吹冷风，同时冷风通过第二支管212，吹入冷风通道4311中，从通气孔4351中吹出，内外同时对增强耐磨PE排水管进行冷却，启动第一电机32，带动转动齿轮33转动，转动齿轮33带动转动台42转动，进一步对增强耐磨PE排水管冷却，提高冷却速度，冷却结束后，打开操作门13，取下第二固定座437，拿出冷却的增强耐磨PE排水管，收集整理。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种增强耐磨PE排水管的制备方法，其特征在于，该增强耐磨PE排水管包括内层（100）、芯层（200）、外层（300），所述内层（100）、芯层（200）和外层（300）由内而外依次设置；

其中内层（100）为聚乙烯耐压层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯树脂94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份；

芯层（200）为相容层，由下述重量份原料制备得到：聚乙烯接枝物树脂100-110份；

外层（300）为增强耐磨层，由下述重量份原料制备得到：超高分子聚乙烯94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份；

该增强耐磨PE排水管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、混料：按照重量份，称取聚乙烯树脂94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料A；称取超高分子聚乙烯94.5-95.5份、石墨烯增强母粒4.5-5.5份，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料B;

步骤二、挤出：将混合料A、聚乙烯接枝物树脂100-110份、混合料B，加入三层共挤模具中，进行共挤外层处理，在190-220℃的温度条件下复合挤出成型，得到增强耐磨PE排水管；

步骤三、冷却：打开冷却装置的操作门（13），取下装夹机构（43）的第二固定座（437），将增强耐磨PE排水管套入装夹机构（43）中，安装上第二固定座（437），关闭操作门（13），启动冷风机（21），通过排风口（25）向操作腔（17）中吹冷风，同时冷风通过第二支管（212），吹入冷风通道（4311）中，从通气孔（4351）中吹出，内外同时对增强耐磨PE排水管进行冷却，启动第一电机（32），带动转动齿轮（33）转动，转动齿轮（33）带动转动台（42）转动，进一步对增强耐磨PE排水管冷却，冷却结束后，打开操作门（13），取下第二固定座（437），拿出冷却的增强耐磨PE排水管，收集整理；

石墨烯增强母粒通过下述重量份的原料制备得到：树脂40-50份，预处理的纳米石墨烯10-15份，润滑剂2-4份，加工助剂3-5份，抗氧剂0.5-1.5份，光稳定剂1-2份；

该石墨烯增强母粒通过下述步骤制备得到：

S1、混料：按照重量份，称取树脂、预处理的纳米石墨烯、润滑剂、加工助剂、抗氧剂、光稳定剂，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料C；

S2、密炼：将混合料C加入密炼机中，加工密炼，得到混合料D，其中密炼温度为140-165℃；

S3、挤出、造粒：将混合料D送入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到石墨烯增强母粒，其中螺杆转速为300-400r/min，造粒温度为180-195℃；

所述预处理的纳米石墨烯通过用表面增效剂、超分散剂以雾化喷淋方式对纳米石墨烯进行表面处理，再经干燥处理后得到；

所述超分散剂包括聚烯烃类超分散剂和接枝共聚物类超分散剂；

所述预处理的纳米石墨烯原料的重量份为：纳米石墨烯10-20份、聚烯烃类超分散剂2-5份、接枝共聚物类超分散剂2-5份、表面增效剂1-2份；

所述表面增效剂为钛酸酯；

所述润滑剂为聚烯烃低聚物，所述加工助剂为聚乙烯接枝物，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述光稳定剂为苯并三唑类紫外吸收剂；

所述装夹机构（43）包括第一固定座（431）、第二固定座（437），所述第一固定座（431）固定安装在第一安装槽（421）中，所述第一固定座（431）外侧设置有第一卡台（432），所述第一卡台（432）顶端转动安装有四个卡板（433），四个所述卡板（433）围绕第一卡台（432）的中轴线等角度分布，所述卡板（433）底端内侧固定连接有第一弹簧（434），所述第一弹簧（434）另一端固定连接在第一卡台（432）轴面上开设的第三安装槽中，所述第一卡台（432）外侧端面固定连接有通气圆筒（435），所述通气圆筒（435）筒壁开设有若干个通气孔（4351），所述第一固定座（431）内部开设有冷风通道（4311），所述冷风通道（4311）连通通气圆筒（435）内部，所述第一固定座（431）外侧轴面开设有若干个第一排气槽（4312），所述通气圆筒（435）另一端设置有安装螺纹部（4352），所述第二固定座（437）一侧设置有卡环台（436），所述卡环台（436）外侧轴面开设有四个第二安装槽（4361），四个第二安装槽（4361）中均滑动安装有卡块（439），所述第二固定座（437）中部螺纹连接有调整杆（438），所述调整杆（438）一侧固定连接有梯形圆台（4381），所述梯形圆台（4381）位于卡环台（436）内部，且与卡块（439）相抵，所述卡块（439）顶部设置有加压板（4391），所述卡块（439）底部设置有斜台（4393），所述斜台（4393）顶面与卡环台（436）内侧面之间设置有第二弹簧（4362），所述斜台（4393）底面为圆弧面，且与梯形圆台（4381）外侧轴面相抵，所述第二固定座（437）外侧轴面开设有若干个第二排气槽（4371），所述第二固定座（437）螺纹连接在安装螺纹部（4352）上。

2.根据权利要求1所述的一种增强耐磨PE排水管的制备方法，其特征在于，步骤三中冷却装置包括冷却箱（1）、冷风机构（2）、传动机构（3）、安装机构（4），所述冷却箱（1）底部设置有第一安装腔（11），所述第一安装腔（11）中设置有冷风机构（2），所述冷却箱（1）顶部正面设置有两个操作门（13），两个所述操作门（13）关于冷却箱（1）的竖直中心线对称分布，所述冷却箱（1）顶端内部设置有操作腔（17），所述操作腔（17）两侧对称设置有传动机构（3）和安装机构（4），所述安装机构（4）位于传动机构（3）内侧，所述冷却箱（1）顶部中间开设有排气孔（16），所述排气孔（16）正上方且位于冷却箱（1）顶部固定安装有连通台（14），所述连通台（14）顶部固定连接有排气管（15），所述冷却箱（1）底部四个角均固定安装有万向轮（12）。

3.根据权利要求2所述的一种增强耐磨PE排水管的制备方法，其特征在于，所述冷风机构（2）包括冷风机（21），所述冷风机（21）固定安装在第一安装腔（11）内部，所述冷风机（21）的出风口固定连接有进风管（22），所述进风管（22）另一端贯穿操作腔（17）底板固定连接有第一连接管（23），所述第一连接管（23）两端对称固定连接有第二连接管（24），所述第二连接管（24）顶部固定连接有三个排风口（25），三个所述排风口（25）等间距设置，所述第二连接管（24）靠近内侧一端顶部固定连接有第三连接管（26），所述第三连接管（26）另一端固定连接有密封管（27），所述密封管（27）一端固定安装在第一安装台（28）上，所述第一安装台（28）焊接在操作腔（17）内侧的侧壁上，所述密封管（27）另一端转动安装有第四连接管（29），所述第四连接管（29）另一端固定连接有六个第一支管（211），六个所述第一支管（211）围绕第四连接管（29）等角度设置，六个所述第一支管（211）另一端均固定连接在环形管（210）上，所述环形管（210）底部固定连接有六个第二支管（212），六个所述第二支管（212）围绕第四连接管（29）等角度分布，所述第四连接管（29）靠近第一支管（211）一端端面上固定连接有一个第二支管（212）。

4.根据权利要求2所述的一种增强耐磨PE排水管的制备方法，其特征在于，所述传动机构（3）包括第二安装台（31），两个所述第二安装台（31）对称固定安装在操作腔（17）两侧的底板上，所述第二安装台（31）顶部固定安装有第一电机（32），所述第一电机（32）的输出轴固定安装有转动齿轮（33），所述转动齿轮（33）与齿槽（423）啮合连接。

5.根据权利要求2所述的一种增强耐磨PE排水管的制备方法，其特征在于，所述安装机构（4）包括第一安装架（41），所述第一安装架（41）固定焊接在操作腔（17）的底板上，所述第一安装架（41）底部开设有避空孔（411），所述第一安装架（41）中部开设有第二安装孔，所述第二安装孔中转动安装有转动台（42），所述转动台（42）靠近操作门（13）一侧开设有七个第一安装槽（421），所述第一安装槽（421）底部开设有第一安装孔（422），七个第二支管（212）分别固定安装在对应的第一安装孔（422）中，七个所述第一安装槽（421）中均固定安装有装夹机构（43），所述转动台（42）外侧轴面开设有齿槽（423）。

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