本发明属于管道材料
技术领域：
，具体涉及一种耐腐蚀管道材料的制备方法。
背景技术：
：管材用途非常广泛，现有的管材多为单一材料加工而成，管材在使用过程中需要承受一定的压力，管材铺设在地面底部，如果出现损坏更换麻烦，传统的管材内部容易结构，对管材堵塞，特别是输水管材，管件内部容易滋生细菌，影响水的品质的同时，还会对管道产生腐蚀作用。现有管道材料耐腐蚀性能不高，耐腐蚀材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等各个领域，是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，在现代工业生产发展中起着不可替代的重要作用。在新材料管道的外表面设置一层耐腐蚀材料是本领域管道的通常做法，但是由于技术限制，在本领域中这种耐腐蚀材料强度达不到标准，使用寿命都不是很长，很难达到本领域管道需要达到的要求。技术实现要素：本发明的目的是提供一种耐腐蚀管道材料的制备方法，本发明的制备方法简单，原材料易得，性价比高，且制备的管道材料具有冲击性能好、耐腐蚀性好和抗压强度高的特性。本发明提供了如下的技术方案：一种耐腐蚀管道材料的制备方法，包括以下步骤：a、将聚氯乙烯类树脂、丁腈橡胶和聚丁烯树脂混合投入混炼机中，在320-410℃下混炼至熔融状态，保温得到材料一；b、将材料一与改性玻璃纤维、二氧化硅和相容剂混合导入搅拌机中高速搅拌，在1200-1400r/min的转速下搅拌40-60min，再加入半精炼石蜡、石棉粉和抗氧剂，混合均匀后采用超声波振荡处理5-10min，得到材料二；c、将改性纳米碳纤维和辅助填料混合投入球磨机中研磨、搅拌，过300-400目筛子，得到材料三；d、将材料一、材料三混合投入单螺杆挤出机中，同时再加入增韧剂、防霉剂和润滑剂，单螺杆挤出机的加工温度控制在265-295℃，螺杆转速在85-105r/min，挤出得到预成品；e、将预成品导入模具中，加热加压后，塑造成型，静置1-2天，即可得到成品。优选的，所述步骤b的改性玻璃纤维的制备方法为：将玻璃纤维浸入质量浓度为20-25%的硝酸溶液中，超声处理20-25min，然后将玻璃纤维置于质量浓度为24-28%硅烷偶联剂-无水乙醇溶液中浸渍20-25min，取出玻璃纤维，在60-65℃下真空干燥1-2h即可。优选的，所述步骤b的二氧化硅采用超声波仪器粉碎成纳米颗粒状。优选的，所述步骤b的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸-马来酸酐-苯乙烯三元共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中任一种或多种的混合。优选的，所述步骤c的改性纳米碳纤维的制备方法为：将纳米碳纤维加入质量浓度40-50%的甲醇溶液中搅拌混合均匀得预混液，将预混液与酸溶液按体积比1:3混合并搅拌15-20min，过滤后先用水冲洗纳米碳纤维，再用无水乙醇冲洗纳米碳纤维，然后在55-65℃下真空干燥2-4h，再将纳米碳纤维与质量浓度为10-15%的硅烷偶联剂-无水乙醇溶液混合，通入氮气，在60-70℃下加热40-60min，之后用无水甲醇洗涤，再置于60-80℃下真空干燥2-4h即可。优选的，所述酸溶液为质量浓度为5-7%的硝酸溶液与质量浓度为3-5%的磷酸溶液按体积比3:4的混合物。优选的，所述步骤c的辅助填料为炭黑、碳酸钙、高岭土和钛白粉中的任一种或几种的混合。优选的，所述步骤d的增韧剂为高胶粉类、丙烯酸酯类弹性体和苯乙烯类增韧剂中的任一种或多种的混合。本发明的有益效果是：本发明的制备方法简单，原材料易得，性价比高，且制备的管道材料具有冲击性能好、耐腐蚀性好和抗压强度高的特性，因此适合工业化大规模推广制作。本发明中的改性纳米碳纤维和二氧化硅增强了步骤a中的树脂与橡胶原料之间的表面结合力，可以更好的融合，提高材料的整体性能，并且改性纳米碳纤维和二氧化硅还就有很好的韧性、强度，改性纳米碳纤维可提高本发明的抗冲击性和抗压强度，二氧化硅可提高本发明的耐磨性、抗腐蚀性。本发明中的聚氯乙烯类树脂和改性玻璃纤维的组合可以提高本发明材料的防火性能，并且可以降低水流摩擦阻力小，输水能力强，降低能耗。本发明中的增韧剂和相容剂的特点是在高聚物分子间很容易形成氢键，在外力的作用下，氢键可分离而吸收外来的能量，当外力除去后可重新再形成氢键，如此氢键裂开，再重新形成，为一可逆重复，使得步骤a中的树脂与橡胶原料混合具有很好的柔韧性、高耐磨性、耐候性、优良的低温性能和高撕裂强度。具体实施方式实施例1一种耐腐蚀管道材料的制备方法，包括以下步骤：a、将聚氯乙烯类树脂、丁腈橡胶和聚丁烯树脂混合投入混炼机中，在320℃下混炼至熔融状态，保温得到材料一；b、将材料一与改性玻璃纤维、二氧化硅和相容剂混合导入搅拌机中高速搅拌，在1400r/min的转速下搅拌40min，再加入半精炼石蜡、石棉粉和抗氧剂，混合均匀后采用超声波振荡处理10min，得到材料二；c、将改性纳米碳纤维和辅助填料混合投入球磨机中研磨、搅拌，过300目筛子，得到材料三；d、将材料一、材料三混合投入单螺杆挤出机中，同时再加入增韧剂、防霉剂和润滑剂，单螺杆挤出机的加工温度控制在265℃，螺杆转速105r/min，挤出得到预成品；e、将预成品导入模具中，加热加压后，塑造成型，静置2天，即可得到成品。步骤b的改性玻璃纤维的制备方法为：将玻璃纤维浸入质量浓度为20%的硝酸溶液中，超声处理20min，然后将玻璃纤维置于质量浓度为28%硅烷偶联剂-无水乙醇溶液中浸渍25min，取出玻璃纤维，在65℃下真空干燥1h即可。步骤b的二氧化硅采用超声波仪器粉碎成纳米颗粒状。步骤b的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸-马来酸酐-苯乙烯三元共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物的混合。步骤c的改性纳米碳纤维的制备方法为：将纳米碳纤维加入质量浓度50%的甲醇溶液中搅拌混合均匀得预混液，将预混液与酸溶液按体积比1:3混合并搅拌15min，过滤后先用水冲洗纳米碳纤维，再用无水乙醇冲洗纳米碳纤维，然后在65℃下真空干燥2h，再将纳米碳纤维与质量浓度为15%的硅烷偶联剂-无水乙醇溶液混合，通入氮气，在60℃下加热60min，之后用无水甲醇洗涤，再置于60℃下真空干燥4h即可。酸溶液为质量浓度为5%的硝酸溶液与质量浓度为5%的磷酸溶液按体积比3:4的混合物。步骤c的辅助填料为炭黑、碳酸钙、高岭土和钛白粉的混合。步骤d的增韧剂为高胶粉类、丙烯酸酯类弹性体和苯乙烯类增韧剂的混合。实施例2一种耐腐蚀管道材料的制备方法，包括以下步骤：a、将聚氯乙烯类树脂、丁腈橡胶和聚丁烯树脂混合投入混炼机中，在320℃下混炼至熔融状态，保温得到材料一；b、将材料一与改性玻璃纤维、二氧化硅和相容剂混合导入搅拌机中高速搅拌，在1200r/min的转速下搅拌40min，再加入半精炼石蜡、石棉粉和抗氧剂，混合均匀后采用超声波振荡处理5min，得到材料二；c、将改性纳米碳纤维和辅助填料混合投入球磨机中研磨、搅拌，过300目筛子，得到材料三；d、将材料一、材料三混合投入单螺杆挤出机中，同时再加入增韧剂、防霉剂和润滑剂，单螺杆挤出机的加工温度控制在265℃，螺杆转速在85r/min，挤出得到预成品；e、将预成品导入模具中，加热加压后，塑造成型，静置1天，即可得到成品。步骤b的改性玻璃纤维的制备方法为：将玻璃纤维浸入质量浓度为20%的硝酸溶液中，超声处理20min，然后将玻璃纤维置于质量浓度为24%硅烷偶联剂-无水乙醇溶液中浸渍20min，取出玻璃纤维，在60℃下真空干燥1h即可。步骤b的二氧化硅采用超声波仪器粉碎成纳米颗粒状。步骤b的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸-马来酸酐-苯乙烯三元共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物的混合。步骤c的改性纳米碳纤维的制备方法为：将纳米碳纤维加入质量浓度50%的甲醇溶液中搅拌混合均匀得预混液，将预混液与酸溶液按体积比1:3混合并搅拌15min，过滤后先用水冲洗纳米碳纤维，再用无水乙醇冲洗纳米碳纤维，然后在55℃下真空干燥2h，再将纳米碳纤维与质量浓度为15%的硅烷偶联剂-无水乙醇溶液混合，通入氮气，在60℃下加热40min，之后用无水甲醇洗涤，再置于60℃下真空干燥2h即可。酸溶液为质量浓度为5%的硝酸溶液与质量浓度为3%的磷酸溶液按体积比3:4的混合物。步骤c的辅助填料为炭黑、碳酸钙、高岭土和钛白粉的混合。步骤d的增韧剂为高胶粉类、丙烯酸酯类弹性体和苯乙烯类增韧剂的混合。实施例3一种耐腐蚀管道材料的制备方法，包括以下步骤：a、将聚氯乙烯类树脂、丁腈橡胶和聚丁烯树脂混合投入混炼机中，在410℃下混炼至熔融状态，保温得到材料一；b、将材料一与改性玻璃纤维、二氧化硅和相容剂混合导入搅拌机中高速搅拌，在1400r/min的转速下搅拌60min，再加入半精炼石蜡、石棉粉和抗氧剂，混合均匀后采用超声波振荡处理10min，得到材料二；c、将改性纳米碳纤维和辅助填料混合投入球磨机中研磨、搅拌，过400目筛子，得到材料三；d、将材料一、材料三混合投入单螺杆挤出机中，同时再加入增韧剂、防霉剂和润滑剂，单螺杆挤出机的加工温度控制在295℃，螺杆转速在105r/min，挤出得到预成品；e、将预成品导入模具中，加热加压后，塑造成型，静置2天，即可得到成品。步骤b的改性玻璃纤维的制备方法为：将玻璃纤维浸入质量浓度为25%的硝酸溶液中，超声处理25min，然后将玻璃纤维置于质量浓度为28%硅烷偶联剂-无水乙醇溶液中浸渍25min，取出玻璃纤维，在65℃下真空干燥2h即可。步骤b的二氧化硅采用超声波仪器粉碎成纳米颗粒状。步骤b的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸-马来酸酐-苯乙烯三元共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物的混合。步骤c的改性纳米碳纤维的制备方法为：将纳米碳纤维加入质量浓度50%的甲醇溶液中搅拌混合均匀得预混液，将预混液与酸溶液按体积比1:3混合并搅拌20min，过滤后先用水冲洗纳米碳纤维，再用无水乙醇冲洗纳米碳纤维，然后在65℃下真空干燥4h，再将纳米碳纤维与质量浓度为15%的硅烷偶联剂-无水乙醇溶液混合，通入氮气，在70℃下加热60min，之后用无水甲醇洗涤，再置于80℃下真空干燥4h即可。酸溶液为质量浓度为7%的硝酸溶液与质量浓度为5%的磷酸溶液按体积比3:4的混合物。步骤c的辅助填料为炭黑、碳酸钙、高岭土和钛白粉的混合。步骤d的增韧剂为高胶粉类、丙烯酸酯类弹性体和苯乙烯类增韧剂的混合。检测以上实施例制备出的管道材料，得到如下表数据：表一：项目拉伸断裂强度（mpa）磨耗率（%）缺口冲击强度（kj/m2）弯曲强度（mpa）实施例1480.255.558.5实施例2500.275.460.2实施例3490.225.860.5以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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