CN115926291B - 一种耐腐蚀聚乙烯给水管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐腐蚀聚乙烯给水管,包括以下重量份的原料:80‑100份聚乙烯树脂,60‑70份疏水复合材料,3‑6份玻璃纤维,4‑6份石墨烯,5‑7份聚二甲基硅氧烷和1‑3份聚乙烯蜡。本发明一种耐腐蚀聚乙烯给水管及其制备方法,制得的管材对环境的适应性强,具有较好的耐腐蚀性能,还具有优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及管道领域,具体涉及一种耐腐蚀聚乙烯给水管及其制备方法。
背景技术
管材在使用过程中需要承受一定的压力,具有一定的耐腐蚀能力,管道在给水、排水、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水利工程等项目中,会接触各种腐蚀产品,目前市场上的聚乙烯给水管材耐腐蚀性能较差,在酸、碱、油等腐蚀介质下容易发生腐烂、电化学腐蚀现象,大大降低了聚乙烯管的使用寿命,限制了其应用范围。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种耐腐蚀聚乙烯给水管及其制备方法,制得的管材对环境的适应性强,具有较好的耐腐蚀性能,还具有优异的力学性能。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种耐腐蚀聚乙烯给水管,包括以下重量份的原料:80-100份聚乙烯树脂,60-70份疏水复合材料,3-6份玻璃纤维,4-6份石墨烯,5-7份聚二甲基硅氧烷和1-3份聚乙烯蜡。
优选地,包括以下重量份的原料:100份聚乙烯树脂,70份疏水复合材料,6份玻璃纤维,6份石墨烯,7份聚二甲基硅氧烷和3份聚乙烯蜡。
一种耐腐蚀聚乙烯给水管的制备方法,包括以下步骤:
S1:将聚乙烯树脂、疏水复合材料、玻璃纤维、石墨烯、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡加入到高混机中高速搅拌混合,混合温度为120-140℃,搅拌1-2h后将混合物料冷却至室温备用;
S2:将步骤S1制得的混合料通过挤压机模口挤出成型,即得耐腐蚀聚乙烯给水管。
优选地,挤出成型的温度为230-240℃,挤出压力为40-50MPa。
优选地,所述步骤S1中疏水复合材料的制备方法包括:
S11:制备疏水纳米颗粒和高岭土分散液;
S12:将疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精混合,于30-40℃下搅拌24-36h后,静置,过滤,取沉淀物,冷冻干燥24-36h ,得疏水复合材料。
优选地,所述疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精的重量份比为1:2:3。
优选地,所述步骤S11中疏水纳米颗粒的制备方法具体为:
将正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、体积分数为75%的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和体积分数为75%的氨水混合,于50-60℃下搅拌2-3h后,真空40-50℃下干燥,即得所述疏水纳米颗粒。
优选地,所述正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和氨水的重量份比为2:3:5:2:1。
优选地,所述步骤S11中高岭土分散液的制备方法为:
将高岭土、壳聚糖季铵盐、体积分数为75%的醋酸溶液和质量分数为60%的六偏磷酸钠水溶液混合,搅拌12-24h,即得所述高岭土分散液。
优选地,所述高岭土、壳聚糖季铵盐、醋酸溶液和六偏磷酸钠水溶液的重量份比为1:1:2:2。
本发明带正电荷的壳聚糖季铵盐溶液,由于静电作用,包覆在高岭土外层,呈现表面粗糙的凸起结构,一方面能够提高纳米颗粒的附着,于其交联络合,另一方面能够与具有空腔结构的β-环糊精分子充分接触,实现疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精的相互交联和包覆,同时,在加热混合的过程中,使得其他组分能够填充于β-环糊精分子的空腔中,以提高各组分之间结合的紧密性,从而提高本发明管材的耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。另,特别说明,本发明原料和设备均可从市售所得,不再一一列举,其中,本发明原材料均可从市售获得,为本领域技术人员所熟知的。
实施例1:
一种耐腐蚀聚乙烯给水管,包括以下重量份的原料:包括以下重量份的原料:100份聚乙烯树脂,70份疏水复合材料,6份玻璃纤维,6份石墨烯,7份聚二甲基硅氧烷和3份聚乙烯蜡。
一种耐腐蚀聚乙烯给水管的制备方法,包括以下步骤:
S1:将上述聚乙烯树脂、疏水复合材料、玻璃纤维、石墨烯、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡加入到高混机中高速搅拌混合,混合温度为140℃,搅拌2h后将混合物料冷却至室温备用;
S2:将步骤S1制得的混合料通过挤压机模口在240℃,挤出压力为50MPa下挤出成型,即得耐腐蚀聚乙烯给水管。
其中,步骤S1中疏水复合材料的制备方法包括:
S11: 将正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、体积分数为75%的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和体积分数为75%的氨水按照重量份比为2:3:5:2:1的比例混合,于60℃下搅拌3h后,真空50℃下干燥,得疏水纳米颗粒;
将高岭土、壳聚糖季铵盐、体积分数为75%的醋酸溶液和质量分数为60%的六偏磷酸钠水溶液按照重量份比为1:1:2:2的比例混合,搅拌24h,得高岭土分散液;
S12:将上述疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精按照重量份比为1:2:3的比例混合,于40℃下搅拌36h后,静置,过滤,取沉淀物,冷冻干燥36h,得疏水复合材料。
实施例2:
一种耐腐蚀聚乙烯给水管,包括以下重量份的原料:80份聚乙烯树脂,60份疏水复合材料,3份玻璃纤维,4份石墨烯,5份聚二甲基硅氧烷和1份聚乙烯蜡。
一种耐腐蚀聚乙烯给水管的制备方法,包括以下步骤:
S1:将上述聚乙烯树脂、疏水复合材料、玻璃纤维、石墨烯、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡加入到高混机中高速搅拌混合,混合温度为120℃,搅拌1h后将混合物料冷却至室温备用;
S2:将步骤S1制得的混合料通过挤压机模口在230℃,挤出压力为40MPa下挤出成型,即得耐腐蚀聚乙烯给水管。
其中,步骤S1中疏水复合材料的制备方法包括:
S11: 将正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、体积分数为75%的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和体积分数为75%的氨水按照重量份比为2:3:5:2:1的比例混合,于50℃下搅拌2h后,真空40℃下干燥,得疏水纳米颗粒;
将高岭土、壳聚糖季铵盐、体积分数为75%的醋酸溶液和质量分数为60%的六偏磷酸钠水溶液按照重量份比为1:1:2:2的比例混合,搅拌12h,得高岭土分散液;
S12:将上述疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精按照重量份比为1:2:3的比例混合,于30℃下搅拌24h后,静置,过滤,取沉淀物,冷冻干燥24h,得疏水复合材料。
实施例3:
一种耐腐蚀聚乙烯给水管,包括以下重量份的原料:90份聚乙烯树脂,65份疏水复合材料,4份玻璃纤维,5份石墨烯,6份聚二甲基硅氧烷和2份聚乙烯蜡。
一种耐腐蚀聚乙烯给水管的制备方法,包括以下步骤:
S1:将上述聚乙烯树脂、疏水复合材料、玻璃纤维、石墨烯、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡加入到高混机中高速搅拌混合,混合温度为130℃,搅拌1.5h后将混合物料冷却至室温备用;
S2:将步骤S1制得的混合料通过挤压机模口在235℃,挤出压力为45MPa下挤出成型,即得耐腐蚀聚乙烯给水管。
其中,步骤S1中疏水复合材料的制备方法包括:
S11: 将正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、体积分数为75%的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和体积分数为75%的氨水按照重量份比为2:3:5:2:1的比例混合,于55℃下搅拌2.5h后,真空45℃下干燥,得疏水纳米颗粒;
将高岭土、壳聚糖季铵盐、体积分数为75%的醋酸溶液和质量分数为60%的六偏磷酸钠水溶液按照重量份比为1:1:2:2的比例混合,搅拌18h,得高岭土分散液;
S12:将上述疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精按照重量份比为1:2:3的比例混合,于35℃下搅拌30h后,静置,过滤,取沉淀物,冷冻干燥30h ,得疏水复合材料。
对比例1:
对比例1与实施例1的组分基本相同,不同的是,直接使用疏水纳米颗粒,具体为:
一种耐腐蚀聚乙烯给水管,包括以下重量份的原料:包括以下重量份的原料:100份聚乙烯树脂,70份疏水纳米颗粒,6份玻璃纤维,6份石墨烯,7份聚二甲基硅氧烷和3份聚乙烯蜡。
一种耐腐蚀聚乙烯给水管的制备方法,包括以下步骤:
S1:将上述聚乙烯树脂、疏水纳米颗粒、玻璃纤维、石墨烯、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡加入到高混机中高速搅拌混合,混合温度为140℃,搅拌2h后将混合物料冷却至室温备用;
S2:将步骤S1制得的混合料通过挤压机模口在240℃,挤出压力为50MPa下挤出成型,即得耐腐蚀聚乙烯给水管。
其中,步骤S1中疏水纳米颗粒的制备方法包括:
将正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、体积分数为75%的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和体积分数为75%的氨水按照重量份比为2:3:5:2:1的比例混合,于60℃下搅拌3h后,真空50℃下干燥,得疏水纳米颗粒。
对本发明实施例1至实施例3、对比例1和市售河北腾远塑料制品有限公司的聚乙烯给水管,进行性能测试,测试结果如表1所示。
拉伸性能:按照GB/T1040 .1-2006标准测试。
弯曲性能:按照GB/T9341-1988标准测试。
对本发明实施例1至实施例3、对比例1和市售河北腾远塑料制品有限公司的聚乙烯给水管,分别进行耐酸性处理(25℃×120h,98%浓硫酸处理)和耐碱性处理(25℃×120h,4 .5mol/L氢氧化钠溶液处理)后,进行性能变化率测试,测试结果如表2所示。
从上表可以看出,实施例1-3所得聚乙烯给水管具有良好的耐腐蚀性能,且具有良好的拉伸强度和弯曲强度。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种耐腐蚀聚乙烯给水管的制备方法,其特征在于:
包括以下步骤:
S1:将聚乙烯树脂、疏水复合材料、玻璃纤维、石墨烯、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡加入到高混机中高速搅拌混合,混合温度为120-140℃,搅拌1-2h后将混合物料冷却至室温备用;
S2:将步骤S1制得的混合料通过挤压机模口挤出成型,即得耐腐蚀聚乙烯给水管;
挤出成型的温度为230-240℃,挤出压力为40-50MPa;
所述步骤S1中疏水复合材料的制备方法包括:
S11:制备疏水纳米颗粒和高岭土分散液;
S12:将疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精混合,于30-40℃下搅拌24-36h后,静置,过滤,取沉淀物,冷冻干燥24-36h ,得疏水复合材料;
所述疏水纳米颗粒、高岭土分散液和β-环糊精的重量份比为1:2:3;
所述步骤S11中疏水纳米颗粒的制备方法具体为:
将正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、体积分数为75%的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和体积分数为75%的氨水混合,于50-60℃下搅拌2-3h后,真空40-50℃下干燥,即得所述疏水纳米颗粒;
所述正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠和氨水的重量份比为2:3:5:2:1;
所述步骤S11中高岭土分散液的制备方法为:
将高岭土、壳聚糖季铵盐、体积分数为75%的醋酸溶液和质量分数为60%的六偏磷酸钠水溶液混合,搅拌12-24h,即得所述高岭土分散液;
所述高岭土、壳聚糖季铵盐、醋酸溶液和六偏磷酸钠水溶液的重量份比为1:1:2:2;
耐腐蚀聚乙烯给水管包括以下重量份的原料:80-100份聚乙烯树脂,60-70份疏水复合材料,3-6份玻璃纤维,4-6份石墨烯,5-7份聚二甲基硅氧烷和1-3份聚乙烯蜡。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀聚乙烯给水管的制备方法,其特征在于:
耐腐蚀聚乙烯给水管包括以下重量份的原料:100份聚乙烯树脂,70份疏水复合材料,6份玻璃纤维,6份石墨烯,7份聚二甲基硅氧烷和3份聚乙烯蜡。
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