[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

本發明涉及一種塑料管材，尤其涉及一種纖維增強型纏繞結構壁塑料管材及其制備方法，屬于塑料管材技術領域，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。本發明從原料配方進行優化改進，對聚氯乙烯材料進行改性，改善了聚氯乙烯材料的性能，彌補了現有纏繞結構壁管材的缺陷，提高了材料的抗壓強度、拉伸強度、環剛度；將碳納米管進行改性，再與纖維素進行復合得到改性碳納米管/纖維素復合纖維，相較于單一的纖維，其增強效果更好。制備方法簡單易控制、成本低廉，適合大規模批量化生產。

技術領域

本發明涉及一種塑料管材，尤其涉及一種纖維增強型纏繞結構壁塑料管材及其制備方法。

背景技術

塑料管材具有質量輕、強度高、制造方法簡單、經濟成本低廉、加工使用便捷、耐腐蝕、壽命長等優點，逐漸取代金屬、水泥等管材，成為城市建設、農村水網鋪設、電氣傳輸等領域的主要應用管材。高密度聚乙烯雙壁纏繞管以高密度聚乙烯(HDPE)為主要原料，采用特殊擠出工藝在熱熔狀態下纏繞而成，其軸向管壁截面為雙壁工字形，內壁致密光滑，中空，管材本身質量輕而強度高。由于其獨特的成型工藝，可生產口徑達3000mm的大口徑管材。作為一種新型的化學建材，HDPE雙壁纏繞管具有重量輕、耐腐蝕、管壁光滑、過流能力大、密封性能好、使用壽命長、運輸安裝方便及施工速度快等優點，在我國城市排水系統建設過程中得到大量的應用。但使用高密度聚乙烯(HDPE)這種原料生產的管材缺點在于彈性模量系數小，抗壓強度偏低，耐高溫較差，尤其是在南方夏天施工中，管子易發軟，環剛強度較低，施工中管子容易變形，嚴重影響施工質量。

聚氯乙烯(PVC)塑料管材具有阻燃效果好、耐酸性強、結構強度高、電絕緣性好等優秀的理化性能，是目前市面上應用最為廣泛的塑料管材之一。但PVC塑料管材的抗拉伸水平和韌性較差，PVC塑料管材在承受較大拉伸載荷時容易發生局部脆性斷裂而導致管材破裂，影響管材的使用效果和壽命。因此對PVC塑料管材的增韌改性顯得尤為重要。采用纖維材料對基體進行增強改性，形成的復合材料體系能夠極大地增強原有基體材料的結構強度，增強其彈性水平和抗拉強度，是材料改性研究的一種重要方法。

中國專利CN201410199722.4公開了一種PVC塑料管材及其制備方法，所述PVC塑料管材組成原料的重量份為：聚氯乙烯樹脂100份、鄰苯二甲酸二丁酯2～4份、二硫基乙酸異辛酯二甲基錫0.5～1.5份、硬脂酸鋇2～6份、石蠟0.2～0.8份、碳酸鈣2～8份。該專利制備的PVC塑料管材雖然具有較好的抗腐蝕能力，但所得的PVC塑料管材的力學強度則很弱，很容易在高負載條件下發生斷裂而影響使用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種纖維增強型纏繞結構壁塑料管材及其制備方法，從原料配方進行優化改進，在原材料中添加改性碳納米管/纖維素復合纖維和增韌劑成分，對聚氯乙烯材料進行改性，改善了聚氯乙烯材料的性能，彌補了現有纏繞結構壁管材的缺陷，具有較強的抗壓強度、拉伸強度及環剛度。

本發明通過以下技術手段解決上述技術問題：一種纖維增強型纏繞結構壁塑料管材，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。

進一步，纖維增強型纏繞結構壁塑料管材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。

進一步，所述增韌劑為CPE或ACR，用于降低塑料管材的脆性，改善和提高塑料管材的韌性。

此外，本發明還提供了一種纖維增強型纏繞結構壁塑料管材的制備方法，包括以下步驟：