CN113897005A - 排水内管的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种排水内管的生产方法,其技术方案要点是,步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散形成乳浊液。步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合;步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型。本发明对比于现有技术的有益效果为:在兼备摩擦系数较小的优势下,其具有较优的结构硬度、韧性,不易形变,同时兼备较佳导热性能,尽可能的降低因为温度变化导致的形变。
Description
技术领域
本发明涉及电路板领域,特别涉及一种排水内管的生产方法。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”,这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂,同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系数极低,所以可作润滑作用之余,现在较多的排水内管内部使用聚四氟乙烯制成的内管,便于排水的顺畅。
但是PTFE是高分子材料,相对金属和无机材料而言比较柔软,在排水内管道中作为内管排放一些市政等含杂质较多的水流时候,水中的杂质会对内管壁进行冲击,造成内管表面损坏,进而导致内管表面出现大量凹坑等,这样一来就破坏了内管表面的顺滑,影响了排水顺畅性。不仅如此,聚四氟乙烯为自身的热膨胀系数也较高,铺设在室外的时候,温差较大,容易导致管道内壁出现凸起等情况,这样也会影响水流的通畅性。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种排水内管的生产方法,解决的技术问题是如何生产机械强度较高的管道。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种排水内管的生产方法,其特征是:该方法按照如下步骤进行:
步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散机形成乳浊液;
步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;
步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;
步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合,出料冷却至常温;
步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型,经过水冷成型。
通过上述技术方案,聚四氟乙烯本身具有极低的摩擦系数,可供水流稳定通过,为了改善聚四氟乙烯存在的刚性差及热膨胀系数较大等机械性能,同时还加入了玻璃纤维,能够进一步提升基板本身的结构韧性,在收到硬物或者水流冲击的时候整体抗形变能够较强。另外,加入无机粘结剂的硅烷偶联剂和机粘结组合,使得硬质金属颗粒能够有效和聚四氟乙烯融合为一体,提高致密程度。
为了确保上述材料融合在一起,在步骤一中需要通过高速分离机能够将聚四氟乙烯和玻璃纤维充分混合,通过高速分离机的混合进而玻璃纤维中能够对聚四氟乙烯进行改性提高其韧性;在步骤二中加入相关的硬质金属颗粒及对应的粘合物,混合形成乳浊液的方式最大可能的使硬质金属颗粒与聚四氟乙烯等材料融合充分;通过步骤三的过滤烘干步骤能够在一定温度下让内部材料初步融合,再经过步骤四在捏合机内加热挤压,材料能够充分完成融合。最后利用三螺杆挤出机进行挤出,在三螺杆挤出机中物料容易塑化,在该挤出机中进行挤出管道成型效果好。
本发明进一步设置为:步骤一中的高速分散机将混合液,在6000至8000 转/分搅拌15至25分钟。
通过上述技术方案,在上述搅拌频率和时间规定下能够让玻璃纤维和四氟乙烯颗粒等混合充分。
本发明进一步设置为:步骤二中的搅拌混合程序为先进行搅拌,后进行超声振荡。
通过上述技术方案,搅拌能够让各个成分整体混合充分,然后再通过超声震荡是形成乳浊液不可缺少的部分,超声震荡能够让各个成分内部进一步混合充分。
本发明进一步设置为:步骤二中的搅拌混合程序为先进行磁力搅拌且时间为15至20分钟,后进行超声振荡时间为40至50分钟。
通过上述技术方案,在该具体的搅拌时间下,能够确保各个组分材料内部充分混合。
本发明进一步设置为:所述步骤三中的烘干温度为110~130℃。
本发明进一步设置为:所述步骤三中的烘干时间为在110~130℃温度下保持5~10分钟。
通过上述技术方案,上述烘干温度稳定下材料中水会充分蒸发,整个材料会处于半熔融状态,材料内部形成初步的粘结。
本发明进一步设置为:所述步骤四中的捏合机的加热温度为180~210℃。
通过上述技术方案,在上述烧结的温度下,物料能够进一步融合,在内部粘结较为稳定。
本发明进一步设置为:所述步骤五中的三螺杆挤出机的加热温度为 190~230℃。
通过上述技术方案,在上述温度下,材料塑化充分,挤出的管材结构稳定性强,冷却后内部致密。
综上所述,利用本发明生产出来的排水内管,对比于现有技术的有益效果为:
1、在兼备摩擦系数较小的优势下,其具有较优的结构硬度、韧性,不易形变,同时兼备较佳导热性能,尽可能的降低因为温度变化导致的形变。
2、通过有机粘合组合及无机粘合组合的配合,使得硬质金属颗粒等较为致密的融入在聚四氟乙烯内部,内部结构紧密,进一步提升管道的结构强度和韧性,而且能够使管道表面密度,放置表面残留污渍等。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
一种排水内管的生产方法,该方法按照如下步骤进行:
步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散机在6000至8000转/分搅拌15至25分钟形成乳浊液。其中,玻璃纤维为短玻璃纤维,长度为0.2-0.5mm,聚四氟乙烯采用平均粒径为25 至45微米的PTFE粉末。
步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;其中,搅拌混合程序为先进行磁力搅拌且时间为15至20分钟,后进行超声振荡时间为40至50分钟。其中,在硬质金属颗粒中,铝单质所占的质量分数为40-55%,氧化铝所占的质量分数为45-60%,铝单质的直径为4-10微米,氧化铝直径为1-5微米。
另外,所述有机粘结组合包括两亲性嵌段共聚物,两亲性嵌段共聚物为聚丙酰胺-苯丙乙烯两亲性嵌段共聚物或聚苯乙烯-聚丙烯酸两亲性嵌段共聚物。
步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;烘干时间为在110~130℃温度下保持5~10分钟。
步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合,捏合机的加热温度为180~210℃,出料冷却至常温。
步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型,三螺杆挤出机的加热温度为190~230℃,挤出后经过水冷成型。
以上各组分的质量分数比例如下:质量分数为5-15%的硬质金属颗粒,质量分数为1-6%的无机粘结组合,10-20%的有机粘结组合,余量为聚四氟乙烯。其中,在无机粘结组合中,无机粘结组合包括玻璃纤维和硅烷偶联剂,硅烷偶联剂所占的质量分数为8-15%,玻璃纤维所占的质量分数为85-92%。
实施例一
一种排水内管的生产方法,该方法按照如下步骤进行:
步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散机在7000转/分搅拌20分钟形成乳浊液。其中,玻璃纤维为短玻璃纤维,长度为0.3mm,聚四氟乙烯采用平均粒径为25至45微米的PTFE 粉末。
步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;其中,搅拌混合程序为先进行磁力搅拌且时间为20分钟,后进行超声振荡时间为45分钟。其中,在硬质金属颗粒中,铝单质所占的质量分数为45%,氧化铝所占的质量分数为55%,铝单质的直径为5微米,氧化铝直径为4微米。
另外,有机粘结组合包括两亲性嵌段共聚物,两亲性嵌段共聚物为聚丙酰胺-苯丙乙烯两亲性嵌段共聚物。
步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;烘干时间为在110℃温度下保持6分钟。
步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合,捏合机的加热温度为195℃,出料冷却至常温。
步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型,三螺杆挤出机的加热温度为200℃,挤出后经过水冷成型。
以上各组分的质量分数比例如下:质量分数为6%的硬质金属颗粒,质量分数为2%的无机粘结组合,16%的有机粘结组合,余量为聚四氟乙烯。其中,在无机粘结组合中,无机粘结组合包括玻璃纤维和硅烷偶联剂,硅烷偶联剂所占的质量分数为9%,玻璃纤维所占的质量分数为91%。
实施例二
一种排水内管的生产方法,该方法按照如下步骤进行:
步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散机在6000转/分搅拌15分钟形成乳浊液。其中,玻璃纤维为短玻璃纤维,长度为0.2mm,聚四氟乙烯采用平均粒径为25至45微米的PTFE 粉末。
步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;其中,搅拌混合程序为先进行磁力搅拌且时间为15分钟,后进行超声振荡时间为40分钟。其中,在硬质金属颗粒中,铝单质所占的质量分数为40%,氧化铝所占的质量分数为60%,铝单质的直径为4微米,氧化铝直径为1微米。
另外,所述有机粘结组合包括两亲性嵌段共聚物,两亲性嵌段共聚物为聚丙酰胺-苯丙乙烯两亲性嵌段共聚物。
步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;烘干时间为在110℃温度下保持5分钟。
步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合,捏合机的加热温度为180℃,出料冷却至常温。
步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型,三螺杆挤出机的加热温度为190℃,挤出后经过水冷成型。
以上各组分的质量分数比例如下:质量分数为5%的硬质金属颗粒,质量分数为1%的无机粘结组合,10%的有机粘结组合,余量为聚四氟乙烯。其中,在无机粘结组合中,无机粘结组合包括玻璃纤维和硅烷偶联剂,硅烷偶联剂所占的质量分数为9%,玻璃纤维所占的质量分数为91%。
实施例三
一种排水内管的生产方法,该方法按照如下步骤进行:
步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散机在8000转/分搅拌25分钟形成乳浊液。其中,玻璃纤维为短玻璃纤维,长度为0.5mm,聚四氟乙烯采用平均粒径为25至45微米的PTFE 粉末。
步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;其中,搅拌混合程序为先进行磁力搅拌且时间为20分钟,后进行超声振荡时间为50分钟。其中,在硬质金属颗粒中,铝单质所占的质量分数为55%,氧化铝所占的质量分数为45%,铝单质的直径为4微米,氧化铝直径为1微米。
另外,所述有机粘结组合包括两亲性嵌段共聚物,两亲性嵌段共聚物为聚苯乙烯-聚丙烯酸两亲性嵌段共聚物。
步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;烘干时间为在130℃温度下保持10分钟。
步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合,捏合机的加热温度为210℃,出料冷却至常温。
步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型,三螺杆挤出机的加热温度为230℃,挤出后经过水冷成型。
以上各组分的质量分数比例如下:质量分数为15%的硬质金属颗粒,质量分数为6%的无机粘结组合,20%的有机粘结组合,余量为聚四氟乙烯。其中,在无机粘结组合中,无机粘结组合包括玻璃纤维和硅烷偶联剂,硅烷偶联剂所占的质量分数为9%,玻璃纤维所占的质量分数为91%。
实施例四
一种排水内管的生产方法,该方法按照如下步骤进行:
步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散机在7000转/分搅拌20分钟形成乳浊液。其中,玻璃纤维为短玻璃纤维,长度为0.4mm,聚四氟乙烯采用平均粒径为25至45微米的PTFE 粉末。
步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;其中,搅拌混合程序为先进行磁力搅拌且时间为18分钟,后进行超声振荡时间为45分钟。其中,在硬质金属颗粒中,铝单质所占的质量分数为50%,氧化铝所占的质量分数为50%,铝单质的直径为8微米,氧化铝直径为2微米。
另外,所述有机粘结组合包括两亲性嵌段共聚物,两亲性嵌段共聚物为聚苯乙烯-聚丙烯酸两亲性嵌段共聚物。
步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;烘干时间为在120℃温度下保持7分钟。
步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合,捏合机的加热温度为195℃,出料冷却至常温。
步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型,三螺杆挤出机的加热温度为210℃,挤出后经过水冷成型。
以上各组分的质量分数比例如下:质量分数为13%的硬质金属颗粒,质量分数为6%的无机粘结组合,12%的有机粘结组合,余量为聚四氟乙烯。其中,在无机粘结组合中,无机粘结组合包括玻璃纤维和硅烷偶联剂,硅烷偶联剂所占的质量分数为13%,玻璃纤维所占的质量分数为87%。
对比例一
一种排水内管的生产方法,该方法与实施例一基本一致,区别点在于:将实施例一中的步骤一至步骤三改成将物料经过在搅拌机中以200℃加热搅拌均匀,然后按照步骤四的捏合机,最后按照步骤五加入挤出机中到排水内管。
对比例二
一种排水内管的生产方法,该方法与实施例一基本一致,区别点在于:将实施例一中的步骤一至步骤三去掉,直接将物料经过搅拌后按照步骤四加入捏合机中进行结合,然后按照步骤五得到排水内管。
对比例三
一种排水内管的生产方法,该方法与实施例一基本一致,区别点在于:将实施例一中的步骤一至步骤四改成将物料经过在搅拌机中以200℃加热搅拌均匀,然后按照步骤五加入挤出机中到排水内管。
对比例四
一种排水内管的生产方法,本对比例与是实施例一的区别在于其中并不加入有硬质金属颗粒,最后得到排水内管。
对比例五
一种排水内管的生产方法,本对比例与是实施例一的区别在于将原先的硬质金属颗粒的质量分数对应换成硬质陶瓷颗粒,最后得到排水内管。
对比例六
一种排水内管的生产方法,本对比例与是实施例一的区别在于其中并不加入硅烷偶联剂、玻璃纤维和有机粘结组合,最后得到排水内管。
对比例七
一种排水内管,本对比例与是实施例一的区别在于其中并不加入硅烷偶联剂、玻璃纤维,最后得到排水内管。
对比例八
一种排水内管,本对比例与是实施例一的区别在于其中并并不加入有机粘结组合,最后得到排水内管。
实验例一
在水润滑的条件下利用立式磨擦机进行相对摩擦,实验比压为1.5MPa,速度为0.2m/s,实验时间为1h。参照GB5763一89中有体积磨损率的公式,将实施例一至实施例四及对比例一至八进行测试:
在实验中,磨损率的数值直接影响到管道结构表面结构强度,影响管道表面及内部的稳定性。通过对比例一、二、三可知,在生产过程中,通过搅拌形成乳浊液,然后再次搅拌或者震荡能够将硬质金属颗粒、无机粘结组合、有机粘结组合较为充分的融入聚四氟乙烯,提高结构强度。
通过对比例四的对比可知,由铝单质、氧化铝组成的硬质金属颗粒能够较强的融入到聚四氟乙烯,大大提高其结构强度;通过对比例五可知,硬质金属颗粒能够较为充分的融入至聚四氟乙烯,相比较于陶瓷等根据耐磨性能;通过对比例六、七、八可知无机粘结组合、有机粘结组合的加入能够提升聚四氟乙烯管道的内部粘结强度,也能够提升结构强度。
实验例二
对实施例一至实施例四及对比例一至八的生产出来的排水内管,直径均为30cm,厚度为1cm;将上述排水内管,按照GB/T18742.1-2002的标准进行静液压破损试验,按照GB/T1040.1-2018标准进行拉伸强度测试,按照 GB/T9341-2008测试弯曲弹性模量:
由上表可知,通过实验例和对比例一至对比例三的比较可知,经过硬质金属颗粒、无机粘结组合、有机粘结组合的添加,通过搅拌形成乳浊液,然后再次搅拌或者震荡能够将硬质金属颗粒、无机粘结组合、有机粘结组合较为充分的融入聚四氟乙烯,提高各个机械强度。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (8)
1.一种排水内管的生产方法,其特征是:该方法按照如下步骤进行:
步骤一、将聚四氟乙烯颗粒、PE、玻璃纤维、水相互混合形成混合液,通过高速分散机形成乳浊液;
步骤二、将在步骤一中乳浊液中加入硬质金属颗粒、硅烷偶联剂及有机粘结组合,利用搅拌混合程序为成乳浊液;
步骤三、将步骤二中得到悬浊液过滤成预混料,对预混料进行烘干;
步骤四、将步骤三中的预混料进行送入捏合机中进行加热捏合,出料冷却至常温;
步骤五、将步骤四中的出料加入三螺杆挤出机挤出至模具中成型,经过水冷成型。
2.根据权利要求1所述的排水内管的生产方法,其特征是:步骤一中的高速分散机将混合液,在6000至8000转/分搅拌15至25分钟。
3.根据权利要求1所述的排水内管的生产方法,其特征是:步骤二中的搅拌混合程序为先进行搅拌,后进行超声振荡。
4.根据权利要求3所述的排水内管的生产方法,其特征是:步骤二中的搅拌混合程序为先进行磁力搅拌且时间为15至20分钟,后进行超声振荡时间为40至50分钟。
5.根据权利要求1所述的排水内管的生产方法,其特征是:所述步骤三中的烘干温度为110~130℃。
6.根据权利要求5所述的排水内管的生产方法,其特征是:所述步骤三中的烘干时间为在110~130℃温度下保持5~10分钟。
7.根据权利要求1所述的排水内管的生产方法,其特征是:所述步骤四中的捏合机的加热温度为180~210℃。
8.根据权利要求1所述的排水内管的生产方法,其特征是:所述步骤五中的三螺杆挤出机的加热温度为190~230℃。
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