CN116376188B - 一种管材及其制备方法和施工方法 - Google Patents

一种管材及其制备方法和施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116376188B
CN116376188B CN202310380143.9A CN202310380143A CN116376188B CN 116376188 B CN116376188 B CN 116376188B CN 202310380143 A CN202310380143 A CN 202310380143A CN 116376188 B CN116376188 B CN 116376188B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
parts
pvc
preparation
zinc stearate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310380143.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116376188A (zh
Inventor
蔡芳昌
程宏扬
张长波
江永芳
黎盛华
尤荣柯
马宁
马光书
郑瑞铣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei University
Original Assignee
Hubei University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei University filed Critical Hubei University
Priority to CN202310380143.9A priority Critical patent/CN116376188B/zh
Publication of CN116376188A publication Critical patent/CN116376188A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116376188B publication Critical patent/CN116376188B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F3/00—Sewer pipe-line systems
    • E03F3/04—Pipes or fittings specially adapted to sewers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/18—Applications used for pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/53—Core-shell polymer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种管材及其制备方法和施工方法，属于建筑材料技术领域。以质量份数计，本发明的管材包括以下制备原料：硬聚氯乙烯80份、热稳定剂2.5～5份、抗冲改性剂3～5份、润滑剂1份、填充剂10份和抗氧化剂1份；所述热稳定剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌；所述硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：0.5～2。硬脂酸锌通过酯化作用可以置换PVC分子链上的烯丙基氯，提高PVC初期稳定性，硬脂酸钙能捕捉PVC降解释放的HCl，从而提高PVC的后期稳定性，因此本发明的管材具有良好的初期和长期稳定性，在高温条件下性能稳定；并且本发明通过调整硬脂酸钙和硬脂酸锌的比例，使两者产生协同作用提高了产品的强度和硬度。

Description

一种管材及其制备方法和施工方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种管材及其制备方法和施工方法。
背景技术
随着我国建筑业的迅猛发展，建筑材料在不断更新换代。同时在我国城市化进程中，随着城市建设的高速发展和城镇化快速推进，城市规模越来越庞大，构成状况越来越复杂，城市原有排水系统已不能满足现状。
传统的镀锌钢管、混凝土管和球墨铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输不便等原因被取而代之。目前PVC管和PE管是当今两种最常用的塑料供水管道产品。而普通的PVC管材一般质量较差，硬度不够，容易老化等，耐热性能差，适用于连续排放温度不超过40℃，瞬时排放温度不超过80℃的生活污水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管材及其制备方法和施工方法，本发明的管材具有高强度和优异的热稳定性。
本发明提供了一种管材，以质量份数计，包括以下制备原料：
硬聚氯乙烯80份、热稳定剂2.5～5份、抗冲改性剂3～5份、润滑剂1份、填充剂10份和抗氧化剂1份；
所述热稳定剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌；所述硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：0.5～2。
优选的，所述制备原料还包括色粉1份。
优选的，所述管材的密度为1.43437～1.43507g/cm3。
优选的，所述硬聚氯乙烯的弹性模量为1500～3000MPa。
优选的，所述抗冲改性剂为核壳结构，核为丙烯酸酯类共聚物，壳为甲基丙烯酸酯类共聚物。
优选的，所述管材的外径为557.5～560.5mm，壁厚为29.40～30.40mm。
本发明还提供了上述方案所述管材的制备方法，包括以下步骤：
将各制备原料混合后进行挤出，得到所述管材。
优选的，所述混合的温度为150～170℃，时间为2～6min，搅拌速率为80～120rpm；
所述挤出的温度为165～190℃。
优选的，所述挤出的模具压缩比为2.5～6。
本发明还提供了一种管材的施工方法，包括以下步骤：
将不锈钢环套式接头管件、管材和全塑管件依次连接后在推力的作用下螺旋出土，形成孔道；将要求数量的管材顶入孔道中。
本发明提供了一种管材，以质量份数计，包括以下制备原料：硬聚氯乙烯80份、热稳定剂2.5～5份、抗冲改性剂3～5份、润滑剂1份、填充剂10份和抗氧化剂1份；所述热稳定剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌；所述硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：0.5～2。本发明选用硬脂酸钙和硬脂酸锌作为热稳定剂，其中，硬脂酸锌通过酯化作用可以置换PVC分子链上的不稳定基团—烯丙基氯，提高PVC初期稳定性；硬脂酸钙能捕捉PVC降解释放的HCl，从而提高PVC的后期稳定性，因此本发明的管材具有良好的初期和长期稳定性，在高温条件下性能稳定；实施例结果表明，本发明管材在150℃加热2h，其纵向回缩率仅为3.5％。并且本发明通过调整硬脂酸钙和硬脂酸锌的比例，使两者产生了协同作用，提高了产品的强度和硬度。实施例结果表明，本发明管材的环刚度达到65.38KN/m2。
进一步地，本发明选用核为丙烯酸酯类共聚物、壳为甲基丙烯酸酯类共聚物的丙烯酸酯类抗冲改性剂，其与PVC具有良好的相容性，并且当受到外力冲击时丙烯酸酯类抗冲改性剂的核发生改变，引发银纹和剪切带的产生，吸收了冲击能量，从而提高了管材的抗冲击性能。此外，在长期的户外曝光条件下，能展现出优异的耐候性和色彩持久性。实施例结果表明，本发明管材在压扁实验中，试样圆滑，无反向弯曲，无破裂，两壁无破开；本发明管材冲击40次后，试样均未破坏。
此外，在管材原材料PVC中加入的抗冲改性剂、填充剂等加工助剂调节了PVC的流动性。同时因PVC熔体的黏度较大，在通常的加工温度范围，管材单靠加热难以塑化，而本申请在挤出过程中，加热的同时对物料施以剪切和压缩，有利于促进PVC初级粒子相互紧密接触，从而促进了其塑化，提高了材料的韧性，塑化度，从而使材料的极限塑性变形能力提高。实施例结果表明，本发明管材在静液压强度实验中，与不锈钢套的连接部位无渗漏。
进一步地，本发明还对管材的壁厚和外径进行了调整，使得管材不会因壁厚过厚缩小管材内部空间，影响流体的通过性，同时也提升了管材的环刚度；弹性模量越大，环刚度也就越大，因此本发明采用弹性模量为1500～3000MPa的硬聚氯乙烯，进一步提高了管材的环刚度、承载力和抗内外压能力。实施例结果表明，本发明管材的环刚度为65.38KN/m2。
进一步地，本发明通过挤出模具的压缩比降低了PVC熔体流经机头模具中所受剪切力，从而减小分子相互缠绕、压缩、团聚的力量，流出机头模具的热泡管残余的“应力”小，所以在热影响下管材沿纵向塑性变化很小，性能稳定，即纵向回缩率小。实施例结果表明，本发明管材的纵向收缩率为3.5％。
本发明管材的密度低，相对于同一口径、同一压力等级的管材而言，本发明管材的重量与HDPE管材相近甚至更轻，所以在同样情况下，本发明管材管材更利于运输与安装。
本发明的管材采用绿色环保无铅配方代替复合铅盐配方，不破坏水质，卫生无毒，强度、韧性、耐腐蚀性、耐酸碱性均优于常见的管道材料，适用于工业污水排放及输送；管材表面硬度和抗拉强度抗压抗冲击效果优异，抗老化性好，正常使用寿命可达50年以上。
本发明的管材在加工初期加入了润滑剂，内壁能长期保持平滑，对流体的阻力很小，节省输送的成本；管材重量较轻，可以节省安装成本；
本发明的管材可用不锈钢环套式接头管件和全塑管件连接，减少泄漏的可能，提供了很好的密封功能，解决了大口径PVC管材连接的问题，可以保护整段管道不受冲击、振动、土壤移动、膨胀收缩的影响，且不存在沉降隐患，从而降低维护成本。本发明管材成套系统采用地面“微创”非开挖低负荷一次性工法，相比较传统的二次施工工法，更利于在繁华都市中进行地下施工，有着施工便利、工期短、拆迁量小、不产生大量土方、不影响地面交通、不破坏路面和地表植被、不影响地下管线运营质量、不影响市民正常商业活动和日常生活等显著优势，可以在确保施工质量的同时，减少对市民日常生活的影响，在经济效益和社会效益方面都有着重大意义。本发明的施工方法中，推进顶力主要作用于管节头，推进时承受力小，这样就不会发生管节爆头漏水污染地下水和造成地面隆起事故，从而保证重力流污水管道50年以上的使用寿命
附图说明
图1为本发明管材的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种管材，以质量份数计，包括以下制备原料：
硬聚氯乙烯80份、热稳定剂2.5～5份、抗冲改性剂3～5份、润滑剂1份、填充剂10份和抗氧化剂1份；
所述热稳定剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌；所述硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：0.5～2。
以质量份数计，本发明所述管材的制备原料包括硬聚氯乙烯80份。在本发明中，所述硬聚氯乙烯的弹性模量优选为1500～3000MPa，更优选为1800～2500MPa，进一步优选为2000～2400MPa。本发明采用弹性模量为1500～3000MPa的硬聚氯乙烯提高了管材的环刚度、承载力和抗内外压能力。
以所述硬聚氯乙烯的质量份数为基准，本发明所述管材的制备原料包括热稳定剂2.5～5份，优选为3～4份。在本发明中，所述热稳定剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌；所述硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：0.5～2，优选为1:0.8～1.5，更优选为1:1～1.2。本发明中选用硬脂酸钙和硬脂酸锌作为热稳定剂，其中，硬脂酸锌通过酯化作用可以置换PVC分子链上的不稳定基团—烯丙基氯，提高PVC初期稳定性；硬脂酸钙能捕捉PVC降解释放的HCl，从而提高PVC的后期稳定性，因此本发明的管材具有良好的初期和长期稳定性，在高温条件下性能稳定；并且本发明通过调整硬脂酸钙和硬脂酸锌的比例，使两者产生了协同作用，提高了产品的强度和硬度。
以所述硬聚氯乙烯的质量份数为基准，本发明所述管材的制备原料包括抗冲改性剂3～5份，优选为4～4.5份。在本发明中，所述抗冲改性剂优选为核壳结构，核为丙烯酸酯类共聚物，壳为甲基丙烯酸酯类共聚物。本发明所述抗冲击改性剂选购自美国纳路科化学有限公司，型号为TM-603C。本发明选用核为丙烯酸酯类共聚物、壳为甲基丙烯酸酯类共聚物的丙烯酸酯类抗冲改性剂，其与PVC具有良好的相容性，并且当受到外力冲击时丙烯酸酯类抗冲改性剂的核发生改变，引发银纹和剪切带的产生，吸收了冲击能量，从而提高了管材的抗冲击性能。此外，在长期的户外曝光条件下，能展现出优异的耐候性和色彩持久性。
以所述硬聚氯乙烯的质量份数为基准，本发明所述管材的制备原料包括润滑剂1份。在本发明中，所述润滑剂优选包括石蜡、脂肪酸酯和甘油中的一种或多种。润滑剂可以降低熔体与加工机械之间以及熔体内部相互之间的摩擦和黏附、改善加工流动性、提高生产能力和制品外观质量。
以所述硬聚氯乙烯的质量份数为基准，本发明所述管材的制备原料包括填充剂10份。在本发明中，所述填充剂优选包括钙粉和/或滑石粉。填充剂可以降低产品成本，提高生产效率，获得良好的经济效益。
以所述硬聚氯乙烯的质量份数为基准，本发明所述管材的制备原料包括抗氧化剂1份。在本发明中，所述抗氧化剂优选包括双酚A。抗氧剂可以抑制自动氧化速度，延长管材使用寿命。
以所述硬聚氯乙烯的质量份数为基准，本发明所述管材的制备原料优选还包括色粉1份。在本发明中，色粉是一种有颜色的粉末物质，与PVC混合后，经加热注塑制成各种不同颜色的PVC产品。
在本发明中，所述管材的外径优选为557.5～560.5mm，壁厚为29.40～30.40mm。本发明将壁厚控制在上述范围，提升了管材的环刚度，配合管材的外径，使得管材不会因壁厚过厚缩小管材内部空间，影响流体的通过性。
在本发明中，所述管材的密度优选为1.43437～1.43507g/cm3。本发明管材的密度低，相对于同一口径、同一压力等级的管材而言，本发明管材的重量与HDPE管材相近甚至更轻，所以在同样情况下，本发明管材管材更利于运输与安装。
本发明的管材采用绿色环保无铅配方代替复合铅盐配方，不破坏水质，卫生无毒，强度、韧性、耐腐蚀性、耐酸碱性均优于常见的管道材料,适用于工业污水排放及输送；管材表面硬度和抗压抗冲击效果优异，抗老化性好，正常使用寿命可达50年以上。
本发明还提供了上述方案所述管材的制备方法，包括以下步骤：
将各制备原料混合后进行挤出，得到所述管材。
在本发明中，所述混合的温度优选为150～170℃，更优选为160～165℃；时间优选为2～6min，更优选为3～5min；搅拌速率优选为80～120rpm，更优选为90～100rpm。混合后本发明优选将所得混合物在搅拌的条件下冷却至40～50℃，所述搅拌的速度优选为60～70rpm。
在本发明中，所述挤出的温度优选为165～190℃，更优选为170～180℃。在本发明中，所述挤出的模具压缩比优选为2.5～6，更优选为3～5。在本发明中，所述压缩比为管材机头模具流道内的最大截面积与模口的截面积之比。本发明通过挤出模具的压缩比降低了PVC熔体流经机头模具中所受剪切力，从而减小分子相互缠绕、压缩、团聚的力量，流出机头模具的热泡管残余的“应力”小，所以在热影响下管材沿纵向塑性变化很小，性能稳定，即纵向回缩率小。
本发明还提供了一种管材的施工方法，包括以下步骤：
将不锈钢环套式接头管件、管材和全塑管件依次连接后在推力的作用下螺旋出土，形成孔道；将要求数量的管材顶入孔道中。
本发明的管材用不锈钢环套式接头管件和全塑管件连接，减少泄漏的可能，提供了很好的密封功能，解决了大口径PVC管材连接的问题,可以保护整段管道不受冲击、振动、土壤移动、膨胀收缩的影响，从而降低维护成本。本发明管材成套系统采用地面“微创”非开挖低负荷一次性工法，相比较传统的二次施工工法，更利于在繁华都市中进行地下施工，有着施工便利、工期短、拆迁量小、不产生大量土方、不影响地面交通、不破坏路面和地表植被、不影响地下管线运营质量、不影响市民正常商业活动和日常生活等显著优势，可以在确保施工质量的同时，减少对市民日常生活的影响，在经济效益和社会效益方面都有着重大意义。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的管材及其制备方法和施工方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例中的抗冲改性剂的核为丙烯酸酯类共聚物，壳为甲基丙烯酸酯类共聚物，为美国纳路科化学有限公司的TM-603C。
实施例1
将80份弹性模量为2000MPa的硬聚氯乙烯、3份热稳定剂(硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：2)、5份抗冲改性剂、1份石蜡、10份钙粉、1份橙色色粉和1份双酚A在温度为165℃、搅拌速率为100rpm的条件下混合5min后，在搅拌速度为60rpm的条件下冷却至40～50℃，得到混合物。
将所述混合物在170℃的条件下挤出(挤出的模具压缩比为5)，制备厚度为(29.90±0.5mm)、外径为(559±1.5mm)的管材，命名为高强力微顶管材。本发明管材的实物图如图1所示。
实施例2
将80份弹性模量为2000MPa的硬聚氯乙烯、5份热稳定剂(硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：2、5份抗冲改性剂、1份石蜡、10份钙粉、1份橙色色粉和1份双酚A在温度为165℃、搅拌速率为100rpm的条件下混合5min后，在搅拌速度为60rpm的条件下冷却至40～50℃，得到混合物。
将所述混合物在170℃的条件下挤出(挤出的模具压缩比为5)，制备厚度为(29.90±0.5mm)、外径为(559±1.5mm)的管材，命名为高强力微顶管材。本发明管材的实物图如图1所示
实施例3
将80份弹性模量为2000MPa的硬聚氯乙烯、3份热稳定剂(硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：2)、4份抗冲改性剂、1份石蜡、10份钙粉、1份橙色色粉和1份双酚A在温度为165℃、搅拌速率为100rpm的条件下混合5min后，在搅拌速度为60rpm的条件下冷却至40～50℃，得到混合物。
将所述混合物在170℃的条件下挤出(挤出的模具压缩比为5)，制备厚度为(29.90±0.5mm)、外径为(559±1.5mm)的管材，命名为高强力微顶管材。本发明管材的实物图如图1所示
对实施例1制备的管材的尺寸进行测量，实验标准及结果如表1所示。
表1实施例1管材的尺寸测量结果及实验标准
由表1可知，本发明高强力复合微顶管材的平均壁厚为29.90mm，平均直径为559.73mm，在做到大口径的同时，其不圆度仅为3.56，为其安装和应用提供了保障，说明管材在制备加工时，挤出成型外径尺寸的定型误差较小，冷却定型时冷却均匀。
对实施例1制备的管材进行静液压强度实验，实验标准及结果如表2所示。
表2实施例1管材的静液压强度实验结果及实验标准
由表2可知，本发明高强力复合微顶管材在规定内压和温度条件下，管道内部及不锈钢套件连接处均无破裂无渗漏现象。这是因为管材原材料PVC树脂在加入了丙烯酸酯类抗冲改性剂后，当受到外力冲击时橡胶核发生改变，引发银纹和剪切带的产生，吸收冲击能量，在长期的户外曝光条件下，能展现出优异的抗冲击性能，以及改性剂的韧性、脆性、抗氧化性能都表现良好。
对实施例1制备的管材进行纵向回缩率实验，其实验标准及结果如表3所示。
表3实施例1管材的纵向回收率实验结果及实验标准
由表3可知，本发明的高强力复合微顶管材在150℃温度下加热2h，其纵向回缩率仅为3.5％。这是因为在管材配方中加入了热稳定剂硬脂酸钙和硬脂酸锌，硬脂酸钙能捕捉PVC降解释放的HCl，对PVC后期的稳定性较好；硬脂酸锌通过酯化作用置换PVC分子链上的不稳定集团烯丙基氯，稳定PVC分子，两者并用时可以起到较好的协同作用，提高PVC的初期和长期稳定性，增强了基体，提高了产品的硬度；另挤出模具的压缩比小，塑料熔体流经机头模具中所受剪切力小，分子相互缠绕、压缩、团聚力量小，流出机头模具的热泡管残余的“应力”小，所以在热影响下管材沿纵向塑性变化很小，性能稳定，即纵向回缩率小。
对实施例1制备的管材进行耐冲击性能实验，其实验标准及结果如表4所示。
表4实施例1管材耐外冲击性能实验结果及实验标准
由表4可知，本发明的管材进行40次冲击试验，试样均未破坏，结果表明本发明高强力复合微顶管材可以很好的抵御上述冲击。
对实施例1制备的管材进行压扁实验，其实验标准及结果如表5所示。
表5实施例1管材压扁实验结果及实验标准
由表5可知，本发明高强力复合微顶管材在进行压扁后试样圆滑，无反向弯曲，无破裂，两壁无破开。这是因为在管材原材料PVC中加入的抗冲改性剂、填充剂等加工助剂调节了PVC混料的流动性，同时因PVC熔体的黏度较大，在通常的加工温度范围，管材单靠加热难以塑化。故在加工过程中，加热的同时对物料施以剪切和压缩，有利于促进PVC初级粒子相互紧密接触，从而促进了其塑化，提高了材料的韧性，塑化度，从而使材料的极限塑性变形能力提高。
对实施例1制备的管材进行密度测量实验，其实验标准及结果如表6所示。
表6实施例1管材密度测量实验结果及实验标准
由表6可知，本发明高强力复合微顶管材的密度为1.4347g/cm3，对于同一口径、同一压力等级的管材而言，本发明管材管材的重量与HDPE管材相近甚至更轻，所以在同样情况下，本发明管材管材更利于运输与安装。
对实施例1制备的管材进行环刚度实验，其实验标准及结果如表7所示。
表7实施例1管材环刚度实验结果及实验标准
由表7可知，本发明高强力复合微顶管材的环刚度达到65.38KN/m2。这是因为本发明的管材适当增加了内外壁的壁厚，既不会导致壁厚过厚缩小管材内部空间，影响流体的通过性，同时也提升了管材的环刚度；另一方面本发明管材的采用的原材料PVC是硬质聚氯乙烯，它具有良好的力学性能，弹性模量可达1500～3000MPa，而弹性模量越大，环刚度也就越大，又因环刚度数值越大，承载力越强，说明管材的抗内外压能力强。
对比例：对比例是发明人为了比较本发明的技术方案而设计的对比实施例，采用的对比材料为最常见的PE管材和PVC管材。
其中，PE管材的制备方法为：将96.2份的高密度聚乙烯和3.8份的碳黑混合均匀后，在150℃的条件下挤出(挤出的模具压缩比为5)，制备厚度为(4.8±0.1)mm、外径为(63±0.5)mm的管材。
PVC管材的制备方法为：将85.7份聚氯乙烯、4.3份碳酸钙占、3份钙锌稳定剂和6.9份MBS抗冲改性剂)混合均匀后，在170℃的条件下挤出(挤出的模具压缩比为5)，制备厚度为(2.9±0.2)mm、外径为(90±1.5)mm的管材。
对PE管材进行纵向回收率实验和静液压强度实验，实验标准及结果如表8～9所示。
表8PE管材的纵向回收率实验结果及实验标准
/>
表9PE管材的静液压强度实验结果及实验标准
/>
对PVC管材进行纵向回收率实验、静液压强度实验和耐外冲击性能，实验标准及结果如表10～12所示。
表10PVC管材的纵向回收率实验结果及实验标准
/>
表11PVC管材的静液压强度实验结果及实验标准
/>
表12 PVC管材耐外冲击性能实验结果及实验标准
由表3、8、10中可看出，本发明高强力复合微顶管材的纵向回缩率3.5％与普通PVC给水用管材4.16％相比(两者国家标准要求都是小于5％)属于较低，与PE给水管材的纵向回缩率1.53％相比相差不大(PE管材的国家标准要求小于3％)，说明其耐热稳定性较强。
由表2、9、11中可看出，依据不同国标，在不同的静液压压力下，PE管材、普通PVC管材和本发明高强力复合微顶管材都能抵御相应压力，试样未发生破环，且本管材不锈钢套处连接部位无渗漏发生，说明其耐压性能、安全性有所保障。
由表4、12中可看出，本发明高强力复合微顶管材和普通PVC管材在依据相同国标的标准要求下，采用了质量更大的冲锤，且试样均为破坏，说明其耐外冲击性能有所提升。
综上所述，在实施例中的试验和与对比例的对比结果表明本发明的配方在热稳定性、加工性能、抗冲击性能与传统PE管材和PVC管材相比都有所提升，同时也都符合国家标准规定，适用于作为给水管材。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (7)

1.一种管材，其特征在于，以质量份数计，包括以下制备原料：
硬聚氯乙烯80份、热稳定剂2.5~5份、抗冲改性剂3~5份、润滑剂1份、填充剂10份和抗氧化剂1份；
所述热稳定剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌；所述硬脂酸钙和硬脂酸锌的质量比为1：0.5~2；
所述硬聚氯乙烯的弹性模量为1500~3000MPa;
所述抗冲改性剂为核壳结构，核为丙烯酸酯类共聚物，壳为甲基丙烯酸酯类共聚物；所述抗冲改性剂为美国纳路科化学有限公司的TM-603C;
所述填充剂为钙粉和/或滑石粉；
所述管材的制备方法，包括以下步骤：
将各制备原料混合后进行挤出，得到所述管材；
所述挤出的模具压缩比为2.5~6。
2.根据权利要求1所述的管材，其特征在于，所述制备原料还包括色粉1份。
3.根据权利要求1或2所述的管材，其特征在于，所述管材的密度为1.43437~1.43507g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的管材，其特征在于，所述管材的外径为557.5~560.5mm，壁厚为29.40~30.40mm。
5.权利要求1~4任一项所述管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将各制备原料混合后进行挤出，得到所述管材；
所述挤出的模具压缩比为2.5~6。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为150~170℃，时间为2~6min，搅拌速率为80~120rpm；
所述挤出的温度为165~190℃。
7.一种管材的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
将不锈钢环套式接头管件、管材和全塑管件依次连接后在推力的作用下螺旋出土，形成孔道；将要求数量的管材顶入所述孔道中；
所述管材为权利要求1~4所述管材或权利要求5~6任一项所述制备方法制备的管材。
CN202310380143.9A 2023-04-11 2023-04-11 一种管材及其制备方法和施工方法 Active CN116376188B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310380143.9A CN116376188B (zh) 2023-04-11 2023-04-11 一种管材及其制备方法和施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310380143.9A CN116376188B (zh) 2023-04-11 2023-04-11 一种管材及其制备方法和施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116376188A CN116376188A (zh) 2023-07-04
CN116376188B true CN116376188B (zh) 2024-02-23

Family

ID=86967261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310380143.9A Active CN116376188B (zh) 2023-04-11 2023-04-11 一种管材及其制备方法和施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116376188B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100119925A (ko) * 2009-05-04 2010-11-12 영신프라텍(주) 친환경 폴리염화비닐계 닥트 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100119925A (ko) * 2009-05-04 2010-11-12 영신프라텍(주) 친환경 폴리염화비닐계 닥트 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
文继惠 ; .生产硬质聚氯乙烯无毒饮水管材、管件的主辅原料和工艺技术.云南化工.(第Z1期), *
文继惠 ; .生产硬质聚氯乙烯无毒饮水管材、管件的主辅原料和工艺技术.云南化工.(第Z1期),全文. *
施振冰.硬聚氯乙烯用加工助剂-丙烯酸酯类共聚物.塑料工业.1983,(第05期), *
施振冰.硬聚氯乙烯用加工助剂-丙烯酸酯类共聚物.塑料工业.1983,(第05期),全文. *
晏苏学 ; .钙/锌复合稳定剂CZ-601在UPVC给水管材中的应用.塑料助剂.2005,(第06期), *
晏苏学 ; .钙/锌复合稳定剂CZ-601在UPVC给水管材中的应用.塑料助剂.2005,(第06期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116376188A (zh) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102786729B (zh) Pe160级管材用复合材料及其制备方法
CN101532591B (zh) Upvc管材或管件及其制备方法
CN103304934B (zh) Pvc排水管材及其制备方法
CN102863712B (zh) 一种高抗冲性聚氯乙烯管材及其制备方法
CN109734988B (zh) 一种高环刚度内肋增强波纹管及其制备方法
CN102719011A (zh) 一种新型聚丙烯双壁波纹管及其制备方法
CN101526159B (zh) 一种超大口径非开挖用pe排污管材及其制备方法
CN104212046B (zh) 多孔梅花管及其制备方法
CN102786730A (zh) 一种高环刚度的hdpe双壁波纹管
CN111171472A (zh) 一种高性能硬聚氯乙烯双壁波纹管及其制备方法
CN107778618A (zh) 抗菌高抗冲性pe给水管及其生产方法
CN110938268B (zh) 一种高耐磨pvc-c复合管材及其制备方法
CN107778691A (zh) Pvc消音排水管及其生产方法
CN116376188B (zh) 一种管材及其制备方法和施工方法
CN103554614A (zh) 一种高硬度波纹管
CN109099223B (zh) 一种高承压能力的pvc排水管
CN202708352U (zh) Pe160级纤维增强聚乙烯管材
CN105504456A (zh) 一种防寒耐冻多层排污管
CN104974394A (zh) 聚乙烯树脂组合物及其制备方法
CN102942732A (zh) 一种复合管材及其制造方法
CN111016146A (zh) 高强度、耐拉伸rf钢塑复合增强缠绕管及其制备方法
CN101696290A (zh) 高润滑耐磨聚烯烃材料、高润滑耐磨聚烯烃管道及其制法
CN107696532A (zh) 塑钢缠绕管的制造工艺
CN103554622A (zh) 一种新型内肋增强pe螺旋波纹管
CN103524838A (zh) 一种回收塑料制备的管材

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant