[發明專利]一種纖維增強型纏繞結構壁塑料管材及其制備方法

有效

• 申請號: 201810812194.3
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109320867B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 章振華;趙偉;陳毅明;孫東華
• 申請（專利權）人: 杭州聯通管業有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L1/02;C08K13/06;C08K3/04;C08K3/26;C08K5/053;D01F2/00;D01F1/10;C08J5/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李歐

1.一種纖維增強型纏繞結構壁塑料管材，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50～60份、改性碳納米管/纖維素復合纖維10～15份、輕質碳酸鈣2～5份、聚乙烯蠟0.5～1份、三羥甲基丙烷5～9份、增韌劑0.1～0.5份、黑色母粒1～2份；

所述改性碳納米管/纖維素復合纖維的制備方法包括以下步驟：

碳納米管改性：將碳納米管加入到濃度為2mol/L氫氧化納溶液中，在回流條件下加熱0.5h，過濾，洗滌成中性，并于100℃下烘干，再加入濃硫酸溶液，于110℃磁力攪拌回流加熱8h，然后用0.45μm的膜過濾，收集膜上黑色物質，洗滌、過濾，使其濾液成中性，將收集的黑色物質于100℃下烘干備用，得到改性碳納米管；

載體溶液：將纖維素溶解到濃度為85wt％N-甲基瑪琳-N氧化物的水溶液中，制得纖維素濃度為6～10wt％的載體溶液；

將改性碳納米管與載體溶液混合，于轉速100-200r/min攪拌0.5～1h，制得改性碳納米管母液，所述改性碳納米管母液中的改性碳納米管與纖維素的質量比為1:(1～10)；

將改性碳納米管母液注入到濃度為6～10wt％的纖維素紡絲液中，隨后進行擠出、凝固和牽伸，制得改性碳納米管/纖維素復合纖維，所述改性碳納米管母液與纖維素紡絲液的質量比為1:(2～10)。

2.根據權利要求1所述的纖維增強型纏繞結構壁塑料管材，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯52份、改性碳納米管/纖維素復合纖維12份、輕質碳酸鈣3份、聚乙烯蠟0.8份、三羥甲基丙烷5份、增韌劑0.2份、黑色母粒1.5份。

3.根據權利要求2所述的纖維增強型纏繞結構壁塑料管材，其特征在于，所述增韌劑為CPE或ACR。

4.根據權利要求1～3任一項所述的纖維增強型纏繞結構壁塑料管材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)原料預處理：取聚氯乙烯50～60份、改性碳納米管/纖維素復合纖維10～15份、輕質碳酸鈣2～5份、聚乙烯蠟0.5～1份、三羥甲基丙烷5～9份、增韌劑0.1～0.5份、黑色母粒1～2份混合后，再投入混合機中混料2～4小時，取出干燥，得到預混物；

(2)將步驟(1)得到的預混物投入到研磨裝置中，于1000～2000r/min的研磨速度研磨10～15min，得到共混物；

(3)將步驟(2)得到的共混物置于200℃～400℃的鼓風干燥箱中烘干3～5小時；

(4)將步驟(3)烘干后的共混物用雙螺桿擠出機熔融共混，并擠出連續的帶材；

(5)將帶材螺旋單層纏繞在螺旋滾軸上，形成纏繞結構的管體；

(6)在相鄰帶材上添加熱熔膠粘接融合，所述粘接融合溫度為140～160℃；

(7)使用壓輪對相鄰帶材的熔接間隙進行碾壓，冷卻至室溫成型。

5.根據權利要求4所述的纖維增強型纏繞結構壁塑料管材的制備方法，其特征在于，所述的熱熔膠為PES熱熔膠。

6.根據權利要求5所述的纖維增強型纏繞結構壁塑料管材的制備方法，其特征在于，步驟(1)中的干燥溫度為120℃～180℃。

7.根據權利要求6所述的纖維增強型纏繞結構壁塑料管材的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中雙螺桿擠出機熔融共混溫度為300～350℃，螺桿轉速為100～120r/min，壓力控制在10～15MPa。

8.根據權利要求1所述的纖維增強型纏繞結構壁塑料管材，其特征在于，所述碳納米管與氫氧化納溶液的固液比為5g/(10～20ml)。