本发明涉及波纹管材料领域，特别涉及一种无机纤维增强复合双壁波纹管及其制备方法。
背景技术：
随着国家对水污染的加快治理，对城市排水设施的管理及其严格，而我国塑料管道行业应用范围不断扩大，其中市场潜力最大的领域的埋地排水管领域，以聚氯乙烯为主要成分的一类管材，目前pvc双壁波纹管是国内发展较快的一种产品，波纹管材节省原料、工程造价低，施工方便、内壁光滑且摩阻系数小流量大，使用范围广，但目前市面上的pvc双壁波纹管在耐腐蚀性、抗压强度和抗冲击性同时兼并还存在很大的欠缺。
技术实现要素：
鉴于此，本发明提出一种无机纤维增强复合双壁波纹管及其制备方法，解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种无机纤维增强复合双壁波纹管：包括以下百分比原料：氯化聚氯乙烯40～60％、氯化聚乙烯0.3～1.5％、acr树脂0.3～1.6％、无机纤维3～7％、轻质碳酸钙20～40％、钙锌稳定剂1～6％、硬脂酸3～8％、石蜡0.1～2％、色母0.1～2％，所述无机纤维为质量比为1～3：0.3～0.8：0.6～1.2的碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物。
进一步的，氯化聚氯乙烯50％、氯化聚乙烯1％、acr树脂1％、无机纤维5％、轻质碳酸钙30％、钙锌稳定剂3％、硬脂酸5％、石蜡1％、色母1％，所述无机纤维为质量比为2：0.5：0.9的碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物。
进一步的，所述轻质碳酸钙为活性轻质碳酸钙，粒度为3000目。
进一步的，所述无机纤维二氧化硅质量百分比含量为83％以上，氧化钙含量为3％以上，氧化镁为1％以上。
进一步的，一种无机纤维增强复合双壁波纹管的制备方法，包括以下步骤：
s1、将上述氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、acr树脂、硬脂酸放入预热设备中50～80℃预热30～60min，然后放入高温混合设备中高速搅拌3～6h，停止搅拌，自然冷却至40～50℃，制成混料a；
s2、按照1：3～7的质量比将改性剂和无机纤维材料在90～150℃下搅拌浸泡2～5h，之后将改性后的无机纤维投入气流粉碎机中研磨30～80min；
s3、将混料a和无机纤维材料投入冷混机中，温度为-2～10℃中搅拌30～60min，300～500rpm，得到混料b；
s4、将步骤s3得到混料b和轻质碳酸钙、钙锌稳定剂、石蜡、色母加入双螺杆挤出机中熔融混合，挤出造粒，冷却成型即得无机纤维增强复合双壁波纹管。
进一步的，所述高温混合设备的温度为150～200℃。
进一步的，所述高温混合设备的搅拌速率为6000～8000rpm。
进一步的，所述改性剂为质量比0.3～0.6：1～1.2：0.09～0.12：0.6～0.9的聚乙烯醇水溶液、蔗糖月桂酸酯、蔗糖棕榈酸酯、聚甘油单硬脂酸酯的混合物。
进一步的，所述气流粉碎机中研磨气量为5～8m3/min，空气压力为1～3mpa。
进一步的，所述双螺杆挤出机中的机筒挤出温度100～150℃，模具温度160～200℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
无机纤维增强复合双壁波纹管，以复合树脂为主要原料，加入无机纤维等辅助材料，增强其韧性和刚性，经挤出成型，兼顾无机纤维和基体的性能，而成为综合性能更为优异的工程结构管道，具有轻质高强度、耐高温、抗腐蚀、耐疲劳性能、热力学性能优良等特点。
其中，无机纤维按照科学配比将碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物进行改性，在特定的改性剂下，科学配比进行浸泡等处理手段，对无机纤维的性能进行增强，在温度为-2～10℃下进行混料，很好的溶解到混料中，将无机纤维材料的性能与混料中的性能结合，使得波纹管对疲劳裂纹扩张有“抑制”作用，当裂纹由表面向内层扩展时，到达某一纤维取向的层面时，会使裂纹扩展在层面内呈现断裂发散，这种特性使得波纹管的疲劳强度大为提高。
本发明的无机纤维增强复合双壁波纹管主要用于建筑物外排水、农田、工业、生活的排水排污。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种无机纤维增强复合双壁波纹管：包括以下百分比原料：氯化聚氯乙烯40％、氯化聚乙烯0.3％、acr树脂0.3％、无机纤维3％、轻质碳酸钙20％、钙锌稳定剂1％、硬脂酸3％、石蜡0.1％、色母0.1％，所述无机纤维为质量比为1：0.3：0.6的碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物，轻质碳酸钙为活性轻质碳酸钙，粒度为3000目，所述无机纤维二氧化硅质量百分比含量为83％以上，氧化钙含量为3％以上，氧化镁为1％以上。
实施例2
一种无机纤维增强复合双壁波纹管：包括以下百分比原料：氯化聚氯乙烯60％、氯化聚乙烯1.5％、acr树脂1.6％、无机纤维7％、轻质碳酸钙40％、钙锌稳定剂6％、硬脂酸8％、石蜡2％、色母2％，所述无机纤维为质量比为3：0.8：1.2的碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物，轻质碳酸钙为活性轻质碳酸钙，粒度为3000目，所述无机纤维二氧化硅质量百分比含量为83％以上，氧化钙含量为3％以上，氧化镁为1％以上。
实施例3
一种无机纤维增强复合双壁波纹管：包括以下百分比原料：氯化聚氯乙烯50％、氯化聚乙烯1％、acr树脂1％、无机纤维5％、轻质碳酸钙30％、钙锌稳定剂3％、硬脂酸5％、石蜡1％、色母1％，所述无机纤维为质量比为2：0.5：0.9的碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物，轻质碳酸钙为活性轻质碳酸钙，粒度为3000目，所述无机纤维二氧化硅质量百分比含量为83％以上，氧化钙含量为3％以上，氧化镁为1％以上；
上述实施例1～3的无机纤维增强复合双壁波纹管使用以下制备方法：
s1、将上述氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、acr树脂、硬脂酸放入预热设备中60℃预热50min，然后放入高温混合设备中在180℃、搅拌速率为7000rpm下高速搅拌5h，停止搅拌，自然冷却至45℃，制成混料a；
s2、按照1：5的质量比将改性剂和无机纤维材料在130℃下搅拌浸泡4h，之后将改性后的无机纤维投入气流粉碎机中在研磨气量为7m3/min，空气压力为2mpa下研磨50min，所述改性剂为质量比0.5：1.1：0.10：0.8的聚乙烯醇水溶液、蔗糖月桂酸酯、蔗糖棕榈酸酯、聚甘油单硬脂酸酯的混合物；
s3、将混料a和无机纤维材料投入冷混机中，温度为6℃中搅拌50min，400rpm，得到混料b；
s4、将步骤s3得到混料b和轻质碳酸钙、钙锌稳定剂、石蜡、色母加入双螺杆挤出机中熔融混合，挤出造粒，冷却成型即得无机纤维增强复合双壁波纹管，所述机筒挤出温度130℃，模具温度180℃。
实施例4
本实施例的无机纤维增强复合双壁波纹管使用实施例3的百分比原料，制备方法包括以下步骤：
s1、将上述氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、acr树脂、硬脂酸放入预热设备中50℃预热30min，然后放入高温混合设备中在150℃、搅拌速率为6000rpm下高速搅拌3h，停止搅拌，自然冷却至40℃，制成混料a；
s2、按照1：3的质量比将改性剂和无机纤维材料在90℃下搅拌浸泡2h，之后将改性后的无机纤维投入气流粉碎机中在研磨气量为5m3/min，空气压力为1mpa下研磨30min，所述改性剂为质量比0.3：1：0.09：0.6的聚乙烯醇水溶液、蔗糖月桂酸酯、蔗糖棕榈酸酯、聚甘油单硬脂酸酯的混合物；
s3、将混料a和无机纤维材料投入冷混机中，温度为-2℃中搅拌30min，300rpm，得到混料b；
s4、将步骤s3得到混料b和轻质碳酸钙、钙锌稳定剂、石蜡、色母加入双螺杆挤出机中熔融混合，挤出造粒，冷却成型即得无机纤维增强复合双壁波纹管，所述机筒挤出温度100℃，模具温度160℃。
实施例5
本实施例的无机纤维增强复合双壁波纹管使用实施例3的百分比原料，制备方法包括以下步骤：
s1、将上述氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、acr树脂、硬脂酸放入预热设备中80℃预热60min，然后放入高温混合设备中在200℃、搅拌速率为8000rpm下高速搅拌6h，停止搅拌，自然冷却至50℃，制成混料a；
s2、按照1：7的质量比将改性剂和无机纤维材料在150℃下搅拌浸泡5h，之后将改性后的无机纤维投入气流粉碎机中在研磨气量为8m3/min，空气压力为3mpa下研磨80min，所述改性剂为质量比0.6：1.2：0.12：0.9的聚乙烯醇水溶液、蔗糖月桂酸酯、蔗糖棕榈酸酯、聚甘油单硬脂酸酯的混合物；
s3、将混料a和无机纤维材料投入冷混机中，温度为10℃中搅拌60min，500rpm，得到混料b；
s4、将步骤s3得到混料b和轻质碳酸钙、钙锌稳定剂、石蜡、色母加入双螺杆挤出机中熔融混合，挤出造粒，冷却成型即得无机纤维增强复合双壁波纹管，所述机筒挤出温度150℃，模具温度200℃。
实施例6
本实施例与实施例3的区别在于，改性剂和无机纤维的质量比为1：10。
实施例7
本实施例与实施例3的区别在于，所述改性剂为质量比为0.5：1.1：0.10：0.8的聚乙烯醇水溶液、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、聚甘油单硬脂酸酯的混合物。
实施例8
本实施例与实施例3的区别在于，所述改性剂为质量比0.2：0.6：0.15：0.5的聚乙烯醇水溶液、蔗糖月桂酸酯、蔗糖棕榈酸酯、聚甘油单硬脂酸酯的混合物。
实施例9
本实施例与实施例3的区别在于，s3步骤中冷混机的温度为50～60℃。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，无机纤维增强复合双壁波纹管，包括以下百分比原料：氯化聚氯乙烯30％、氯化聚乙烯2.6％、acr树脂2.0％、无机纤维10％、轻质碳酸钙50％、钙锌稳定剂0.6％、硬脂酸2％、石蜡0.12％、色母3％，所述无机纤维为质量比为2：0.5：0.9的碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于，所述无机纤维为碳纤维。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于，所述无机纤维为质量比为2：0.5：0.9的碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维的混合物。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于，所述无机纤维为质量比为4：0.2：0.5的碳纤维、白泥纤维、海泡石纤维的混合物。
对比例5
本对比例与实施例3的区别在于，未加入acr树脂。
一、效果测定
将实施例1～9和对比例1～5制备的波纹管和市面上的波纹管进行对比，索取波纹管尺寸相同，裁切长度1米的波纹管，浸泡于盐碱溶液中，ph>8.5，90天后捞出波纹管洗净进行对比，测试结果如下：
由以上数据可以看出，本发明的无机纤维增强复合双壁波纹管经过高东渡的盐碱溶液长时间浸泡仍然保持较好的机械性能，管体受腐程度较小，实施例1～9与对比例1对比，说明本发明的原料科学配比，协同发挥作用，使得制得出的波纹管具有较好的机械性能，与对比例2、3、4对比，可知，本发明选择的无机纤维及其配比在波纹管原料中起到重要的作用，能够增强波纹管的抗冲击强度、拉伸强度等性能，对比例5对比，可知acr树脂在与氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯复合的作用下，提升波纹管的机械性能；实施例1～5和实施例6、7、8对比，可知无机纤维在特定的改性剂下，科学配比进行浸泡等处理手段，对无机纤维进行改性，得到改性无机纤维来制备波纹管能很好的增强波纹管的弹性、耐腐蚀性等作用；实施例9对比，可知冷混机的温度选选择在无机纤维的处理过程中，能通过温度将无机纤维和混料a很好的混合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。