本发明属于建材制备
技术领域：
，具体涉及一种抗冲击高韧性波纹管的制备方法。
背景技术：
：由于钢带增强型聚乙烯螺旋波纹管具有高刚度、高强度及耐腐蚀、耐磨损和柔韧性强等特点，因此，其作为一种高性价比的钢塑符合管被广泛应用于排水领域。但是目前普遍使用的钢带增强型聚乙烯螺旋波纹管的管材机械强度不佳且管体易破裂，使用寿命较短。双壁波纹管，是一种具有环状结构外壁和平滑内壁的新型管材，经过十多年的发展和完善，已经由单一的品种发展到完整的产品系列。目前在生产工艺和使用技术上已经十分成熟。由于其优异的性能和相对经济的造价，在欧美等发达国家已经得到了极大的推广和应用。在我国，双壁波纹管的推广和应用正处在上升势态阶段，各项技术指标均达到使用标准。用单纯的聚丙烯制成的双壁波纹管的机械性能一般，使用范围受到比较大的限制。波纹管一般是指陶瓷或者其它适合安装它的水斗的、连接下水道的那一段塑料软管，土建上面常用，而到了装修以后一般都被换掉了。公装顶面电线管到灯头的那一段套管，通常使用的是金属软管，也有塑料软管的。这种软管是否也会被人称为波纹管由于地区不同，可能叫法也有区别。但在我们这里，直接叫做波纹管的，只有水斗到下水道连接的那一段塑料软管。另外，排气扇上通到墙外使用的软管，也会被叫做波纹管的。高密度聚乙烯(hdpe)双壁波纹管，是一种具有环状结构外壁和平滑内壁的新型管材，80年代初在德国首先研制成功。经过十多年的发展和完善，已经由单一的品种发展到完整的产品系列。目前在生产工艺和使用技术上已经十分成熟。由于其优异的性能和相对经济的造价，在欧美等发达国家已经得到了极大的推广和应用。在我国，hdpe双壁波纹管的推广和应用正处在上升势态阶段，各项技术指标均达到使用标准。双壁波纹管内壁颜色通常有蓝色和黑色，部分品牌内壁会使用黄色。波纹管的种类很多，包括：橡胶波纹管、波纹管补偿器、塑料波纹管、不锈钢波纹管、碳钢桥梁波纹管、仪表波纹管等等。波纹补偿器：也称伸缩节、膨胀节、主要为保障管道安全运行。波纹管可以采用pe、pa和pp三种材料挤出成型，可以用来保护电线和电缆不受划断，割裂等机械损害，具有柔韧性好、弯曲性好、耐酸、耐磨等优点，起保护线束、电线、电缆的作用，更适用于一些墙角或弯曲的电线起到保护作用。可按客户要求定制为阻燃型、剖开型浪管。产品应用：浪管广泛应用于机械设备、自动化控制、汽车、地铁、电气开关柜等行业。目前波纹管存在：机械性能一般、抗冲击性差、韧性差等问题。因此，发明一种优良的波纹管对建材制备
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的聚乙烯波纹管抗冲击性和韧性较差的缺陷，提供了一种抗冲击高韧性波纹管的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种抗冲击高韧性波纹管的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取聚乙烯、环氧树脂、硬脂酸钙、改性滑石粉、环己烷和马来酸酐放入混合机中，搅拌混合，自然冷却后得到混合料；（2）将上述得到的混合料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒，将所得母粒放入质量分数为8%的醋酸溶液中浸泡30～40min，再将浸泡后的母粒加入管材成型机，定径、牵引、冷却定型制得抗冲击高韧性波纹管；所述改性滑石粉的制备步骤为：将反应滤饼和无水乙醇以及质量分数为30%的乙酸溶液混合后装入反应釜中，加热升温至70～80℃，以300～400r/min的转速搅拌反应30～40min，搅拌反应结束后过滤分离得到滤饼，干燥后即得改性滑石粉；所述反应滤饼的制备步骤为：将反应滤渣和去离子水混合后放入反应釜中，加热升温至60～70℃，以100～200r/min的转速搅拌反应3～5h，待搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；所述反应滤渣的制备步骤为：（1）将滑石粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液混合后装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，启动搅拌器以200～300r/min的转速搅拌混合3～5min，得到混合液；（2）通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加浓度为1mol/l盐酸，调节ph至5～6，并启动搅拌器，搅拌反应，反应结束后，过滤分离得到反应滤渣。所述抗冲击高韧性波纹管的具体制备步骤（1）中，按重量份数计，聚乙烯为120～150份、环氧树脂为50～60份、硬脂酸钙为15～20份、改性滑石粉为10～15份、环己烷为3～4份、马来酸酐为5～10份。所述抗冲击高韧性波纹管的具体制备步骤（1）中，搅拌混合的温度为120～130℃，搅拌混合的时间为25～40min。所述抗冲击高韧性波纹管的具体制备步骤（2）中，挤出造粒的温度为130～140℃。所述改性滑石粉的制备步骤中，反应滤饼和无水乙醇以及质量分数为30%的乙酸溶液的质量比为1:3:5。所述反应滤饼的制备步骤中，反应滤渣和去离子水的质量比为1:7。所述反应滤渣的制备步骤（1）中，滑石粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液的质量比为1:3。所述反应滤渣的制备步骤（2）中，搅拌反应的转速为350～450r/min，搅拌反应的时间为5～10min。本发明的有益技术效果是：（1）本发明首先以滑石粉作为原料，将其和硅酸钠溶液混合制成混合液，再用盐酸调节混合液ph至酸性，过滤得到滤渣，再将滤渣和水混合并加热反应，再在乙醇和乙酸的作用下对反应滤饼改性制得改性滑石粉，最后将改性化石粉添加至波纹管制备原料中，经挤压造粒和定径、牵引、冷却定型制得抗冲击高韧性波纹管，本发明以滑石粉为原料，并和硅酸钠溶液混合，在盐酸的作用下，硅酸钠和盐酸反应生成粘性原硅酸沉淀沉积粘附在滑石粉表面，随后在水中加热，沉积在滑石粉表面的原硅酸沉淀受热分解生成纳米二氧化硅粒子，而纳米二氧化硅表面的硅羟基和滑石粉表面的硅羟基在热力作用下发生脱水缩合，形成si-o-si键，从而将纳米二氧化硅粒子固着在滑石粉表面，形成一层纳米级突出，提高了滑石粉的比表面积，随后本发明将固着纳米二氧化硅的滑石粉在乙醇和乙酸的酯化作用下进行改性，通过滑石粉的高比表面积吸附酯化产物，改变了滑石粉表面的极性，从而提高了改性滑石粉和聚乙烯基体之间的相容性，将此改性滑石粉作为填料添加进波纹管原料中，由于滑石粉的微观为层状结构，层与层之间仅存在较弱的范德华力作用，当波纹管材料受到外力时，层片之间很容易产生相对滑移，分散应力，从而有效提高了波纹板的韧性，同时本发明的改性滑石粉表面沉积了大量纳米级的二氧化硅，其硬度和刚度极佳，能够提高波纹板的抗冲击性能，此外，由于纳米二氧化硅粒子增大了滑石粉的比表面积，从而使得改性滑石粉可以与聚乙烯基体之间接触面积增大，与界面存在更大更强的结合力，当受外力时能作为应力集中点引发周围基体屈服，吸收大量冲击能力，从而增强了波纹管的抗冲击性和韧性。具体实施方式按质量比为1:3将滑石粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液混合后装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，启动搅拌器以200～300r/min的转速搅拌混合3～5min，得到混合液；通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加浓度为1mol/l盐酸，调节ph至5～6，并启动搅拌器，以350～450r/min的转速搅拌反应5～10min，反应结束后，过滤分离得到反应滤渣；将上述反应滤渣和去离子水按质量比为1:7混合后放入反应釜中，加热升温至60～70℃，以100～200r/min的转速搅拌反应3～5h，待搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；将上述反应滤饼和无水乙醇以及质量分数为30%的乙酸溶液按质量比为1:3:5混合后装入反应釜中，加热升温至70～80℃，以300～400r/min的转速搅拌反应30～40min，搅拌反应结束后过滤分离得到滤饼，干燥后即得改性滑石粉；按重量份数计，称取120～150份聚乙烯、50～60份环氧树脂、15～20份硬脂酸钙、10～15份上述改性滑石粉、3～4份环己烷和5～10份马来酸酐放入混合机中，在120～130℃下搅拌混合25～40min，自然冷却后得到混合料；将上述得到的混合料加入到双螺杆挤出机中，在130～140℃条件下挤出造粒，将所得母粒放入质量分数为8%的醋酸溶液中浸泡30～40min，再将浸泡后的母粒加入管材成型机，定径、牵引、冷却定型制得抗冲击高韧性波纹管。实施例1混合液的制备：按质量比为1:3将滑石粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液混合后装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，启动搅拌器以200r/min的转速搅拌混合3min，得到混合液；反应滤渣的制备：通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加浓度为1mol/l盐酸，调节ph至5，并启动搅拌器，以350r/min的转速搅拌反应5min，反应结束后，过滤分离得到反应滤渣；反应滤饼的制备：将上述反应滤渣和去离子水按质量比为1:7混合后放入反应釜中，加热升温至60℃，以100r/min的转速搅拌反应3h，待搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；改性滑石粉的制备：将上述反应滤饼和无水乙醇以及质量分数为30%的乙酸溶液按质量比为1:3:5混合后装入反应釜中，加热升温至70℃，以300r/min的转速搅拌反应30min，搅拌反应结束后过滤分离得到滤饼，干燥后即得改性滑石粉；混合料的制备：按重量份数计，称取120份聚乙烯、50份环氧树脂、15份硬脂酸钙、10份上述改性滑石粉、3份环己烷和5份马来酸酐放入混合机中，在120℃下搅拌混合25min，自然冷却后得到混合料；抗冲击高韧性波纹管的制备：将上述得到的混合料加入到双螺杆挤出机中，在130℃条件下挤出造粒，将所得母粒放入质量分数为8%的醋酸溶液中浸泡30min，再将浸泡后的母粒加入管材成型机，定径、牵引、冷却定型制得抗冲击高韧性波纹管。实施例2混合液的制备：按质量比为1:3将滑石粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液混合后装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，启动搅拌器以250r/min的转速搅拌混合4min，得到混合液；反应滤渣的制备：通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加浓度为1mol/l盐酸，调节ph至5.5，并启动搅拌器，以400r/min的转速搅拌反应7.5min，反应结束后，过滤分离得到反应滤渣；反应滤饼的制备：将上述反应滤渣和去离子水按质量比为1:7混合后放入反应釜中，加热升温至65℃，以150r/min的转速搅拌反应4h，待搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；改性滑石粉的制备：将上述反应滤饼和无水乙醇以及质量分数为30%的乙酸溶液按质量比为1:3:5混合后装入反应釜中，加热升温至75℃，以350r/min的转速搅拌反应35min，搅拌反应结束后过滤分离得到滤饼，干燥后即得改性滑石粉；混合料的制备：按重量份数计，称取135份聚乙烯、55份环氧树脂、17.5份硬脂酸钙、12.5份上述改性滑石粉、3.5份环己烷和7.5份马来酸酐放入混合机中，在125℃下搅拌混合32.5min，自然冷却后得到混合料；抗冲击高韧性波纹管的制备：将上述得到的混合料加入到双螺杆挤出机中，在135℃条件下挤出造粒，将所得母粒放入质量分数为8%的醋酸溶液中浸泡35min，再将浸泡后的母粒加入管材成型机，定径、牵引、冷却定型制得抗冲击高韧性波纹管。实施例3混合液的制备：按质量比为1:3将滑石粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液混合后装入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，启动搅拌器以300r/min的转速搅拌混合5min，得到混合液；反应滤渣的制备：通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加浓度为1mol/l盐酸，调节ph至6，并启动搅拌器，以450r/min的转速搅拌反应10min，反应结束后，过滤分离得到反应滤渣；反应滤饼的制备：将上述反应滤渣和去离子水按质量比为1:7混合后放入反应釜中，加热升温至70℃，以200r/min的转速搅拌反应5h，待搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；改性滑石粉的制备：将上述反应滤饼和无水乙醇以及质量分数为30%的乙酸溶液按质量比为1:3:5混合后装入反应釜中，加热升温至80℃，以400r/min的转速搅拌反应40min，搅拌反应结束后过滤分离得到滤饼，干燥后即得改性滑石粉；混合料的制备：按重量份数计，称取150份聚乙烯、60份环氧树脂、20份硬脂酸钙、15份上述改性滑石粉、4份环己烷和10份马来酸酐放入混合机中，在130℃下搅拌混合40min，自然冷却后得到混合料；抗冲击高韧性波纹管的制备：将上述得到的混合料加入到双螺杆挤出机中，在140℃条件下挤出造粒，将所得母粒放入质量分数为8%的醋酸溶液中浸泡40min，再将浸泡后的母粒加入管材成型机，定径、牵引、冷却定型制得抗冲击高韧性波纹管。对比例1与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性滑石粉。对比例2郑州某公司生产的波纹管。分别对本发明和对比例中的波纹管进行性能检测，检测结果如表1所示：检测方法：缺口冲击强度：在实施例和对比例中制得的波纹管试样表面挖出缺口，缺口为45°角的v形，半径为0.2mm，位于试样中部，采用简支梁摆锤式冲击试验机进行试验，摆锤冲击能量为55j，冲击速度为3.5m/s，跨距为75mm，测定缺口冲击强度。拉伸强度参照gbt13663-2000的标准进行检测。弯曲强度参照gbt13663-2000的标准进行检测。表1波纹管性能测定结果测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2缺口冲击强度（j/m）1920211113拉伸强度（mpa）5553542527弯曲强度（mpa）6567693537扯断伸长率（%）467471475415426通过表1能够看出，本发明制备的抗冲击高韧性波纹管，抗冲击性能良好，韧性较高，力学强度较好，有广阔的应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12