一种聚苯乙烯管材的成型工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚苯乙烯管材的成型工艺。
【背景技术】
[0002] 在市政工程、建筑业、农业、工业等行业需求不断加大的刺激下，塑料管道行业得 到了高速的发展。目前，我国塑料管材使用最多的领域主要是城市建设给排水系统，在我 国，近几年以聚乙烯管（PE)、聚丙烯管（PP)、聚丁烯管（PB)、聚苯乙烯管（PS)及铝塑复合管 (PAP)等为主的给排水管材销售量提升较快。2003年国内该领域的塑料管材消费量已达30 万吨，而且已经形成了管材专用料、管材加工、市政工程应用一条完整的产业链，许多塑料 管材生产厂家也开始倾向市政工程。
[0003] 而随着科技的不断发展和进步，以及人们生活水平的逐步提高，"绿色环保"和"健 康安全"成为现代人最为关键的两大主题。因此，被称为绿色管材的塑料管道越来越受到追 求健康和时尚生活的现代都市人的关注。然而，由于当前的塑料管材成型技术尚有所欠缺， 其所制作出来的塑料管材(例如聚苯乙烯管材)，不论是刚性、柔性和稳定性，都还处于一个 较低的水平，并且成型工艺复杂、成本高，因而还难以满足真正实际的需求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种聚苯乙烯管材的成型工艺，主要解决现有的聚苯乙烯 管材成型工艺存在工艺复杂，且管材刚性、柔性和稳定性较低的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种聚苯乙烯管材的成型工艺，包括以下步骤： (1) 对聚苯乙烯再生料进行清洗，除去聚苯乙烯再生料中含有的其他非聚苯乙烯料、金 属和弹性体，然后进行干燥和均化； (2) 分别将聚苯乙烯再生料和HDPE料进行破碎，并与增韧剂一同放入到高混机中混合 搅拌； (3) 搅拌1~2min后，依次加入EBS、抗氧剂和硬脂酸混合，并再次搅拌1~2min ; (4) 加入经表面活化后的填料，并继续搅拌2~4min，然后将搅拌后得到的混合料放 入到挤出机中；所述的聚苯乙烯再生料、HDPE料、增韧剂、EBS、抗氧剂、硬脂酸和表面活化 后的填料的份数比依次为80~90 : 2~4 : 3~5 : 0.2~0.5 : 0.2~0.5 : 0.2~ 0· 5 : 4. 4 ~9. 5 ; (5) 于190~220°C的挤出温度下，使混合料以熔融的状态挤出到保温储料缸中，得到 管材料； (6) 利用液压系统将保温储料缸中的管材料挤压进入到管道模具中； (7 )令管材料在管道模具中冷却，然后脱模成型出聚苯乙烯管材。
[0006] 作为优选，所述增韧剂为SBS或SEBS。
[0007] 进一步地，所述步骤（4)中，填料表面活化的具体过程为：在高混机内同时加入填 料和2%的钛酸酯偶联剂，然后在80°C的条件下，转动12~15min ;所述的甜料和钛酸酯偶 联剂的份数比为4~6 : 0.4~3. 5。
[0008] 作为优选，所述填料为滑石粉；或者，所述填料由硅灰石与滑石粉按份数比为 1 : 2混合得到。
[0009] 再进一步地，所述步骤（5)中，在将混合料挤出到保温储料缸之前，还采用筛网对 混合料进行过滤，且第一次过滤用的筛网规格为60X60目，第二次过滤用的筛网规格为 60X80 目。
[0010] 更进一步地，所述步骤（7 )中，管材料在管道模具中成型后，先对管道模具表面和 模芯表面进行冷却，然后在脱模后，将聚苯乙烯管材放入冷却水中冷却，同时，利用相同大 小的管材模芯对聚苯乙烯管材进行定型和支撑。
[0011] 作为优选，所述挤出机为双阶挤出机。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： (1)本发明将回收的聚苯乙烯再生料进行清洗和破碎，并通过适当的原料混合比例和 混料顺序，将各种物料进行了混合，从而保证了物料共混的效果，使进入到挤出机的管材 料，助剂、填料等都能均匀包覆于聚苯乙烯再生料的表面，进而实现对聚苯乙烯材料的改 性，使其在冷却成型出聚苯乙烯管后，不仅能够符合健康、安全、绿色和环保的主题，而且相 比一般的塑料管材来说，具备了更加优异的刚性、韧性和柔性，耐用度和实用性大幅增强。 本发明很好地简化了聚苯乙烯管材的成型工艺，降低了聚苯乙烯管材的制作成本。
[0013] (2)本发明中的填料采用滑石粉，并在制备聚苯乙烯管材专用料时，利用2%的钛 酸酯偶联剂将其进行表面活化处理，由于滑石粉成分是水合硅酸镁，有局部堆积现象，直接 添加会影响聚苯乙烯管材的综合力学性能，因此，采用偶联剂进行处理，偶联剂分子结构中 含有与滑石粉起化学作用的基因，又含有能与高分子聚合物相互作用的长键部分，从而在 填料与树脂间产生了相衔接的纽带作用，增加了两个的亲和力，提高了滑石粉的分散度(手 指接触有滑腻的感觉)，进而既能改善提高聚苯乙烯管材的综合力学性能，还能降低管材制 作的成本。
[0014] (3)本发明中的填料亦可由硅灰石与滑石粉按照1 : 2的份数比混合得到，而在与 偶联剂混合并经表面活化后，其刚性和柔性均比单一的填料更强。
[0015] (4)本发明中的增韧剂采用SBS或SEBS，SBS是苯乙烯、丁二烯、苯乙烯嵌段而成的 共聚物，具有橡胶与塑料的优点，耐寒性、挠曲性、弹性、耐热性优良；而 SEBS是以聚苯乙烯 为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物， 具有较好的紫外线稳定性、抗氧性和热稳定性。因此，选用SBS或SEBS作为增韧剂，在以适 当的比例与其他组分混合后，可以使管材料具备优良的韧性和稳定性。
[0016] (5)虽然再生料经过清洗，但清洗只是表面干净，料纯度提高，再生料里面包裹的 杂质还难以完全去除，因此，本发明在混合料挤出前，还采用了不同目数的筛网进行了两次 过滤，过滤可以充分除去混合料熔融后所包含的杂质，进而保证后续成型出来的管材因无 杂质而呈现表面光滑、无凹凸麻点的特点，大幅提升了管材的成型质量。
[0017] (6)本发明在成型脱模出管材后，为避免后续因管道模具多次成型而导致冷却困 难，本发明在管材料成型后，先对管道模具表面和模芯表面进行冷却，然后在脱模后，利用 相同大小的管材模芯对聚苯乙烯管材于冷却水槽中进行定型和支撑。如此便可防止由于聚 苯乙烯管材内胶的流动而导致管材变形，从而后续管道的密封以及管道与管道之间的焊接 提供方便。
[0018] (7)本发明设计合理、工艺简洁、易于操作，其在回收聚苯乙烯再生料，并经过改 性后，结合设计的管材成型工艺，大幅提升了聚苯乙烯管材的综合力学性能（刚性、柔性、韧 性)，并且很好地满足了 "绿色、安全、健康"主题要求，因此，本发明具有广泛的市场应用前 景，非常适合大规模推广应用。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实 施例。 实施例
[0020] 本发明提供了一种新型的制作聚苯乙烯管材的工艺，其采用的原料有聚苯乙烯再 生破碎料、增韧剂、HDPE (高密度聚乙烯）破碎料、填料、EBS (乙撑双硬脂酰胺)、抗氧剂、偶 联剂、硬脂酸。各种组分的份数比如下： 聚苯乙烯再生破碎料：80~90 增韧剂：2~4 HDPE破碎料：3~5 填料：4~6 EBS :0· 2 ~0· 5 抗氧剂：〇. 2~0. 5 偶联剂：〇. 4~3. 5 硬脂酸：0.2~0.5。
[0021] 上述组分中，增韧剂可选用SBS或SEBS ;填料可以是滑石粉，也可以