本发明涉及塑料管道领域，尤其是一种短切纤维增强ppr管的制备方法。
背景技术：
热塑性塑料由于具有加工方便、性能优良以及价格低廉等特点，在汽车、机械、电子电气、环保等行业得到了广泛的应用。制造的热塑性压力管道用的最多的树脂是聚氯乙烯（pvc）树脂，其次是聚乙烯（pe）、聚丁烯（pb）、聚丙烯（pp）以及abs等。原材料的性能决定制品的性能，塑料压力管道必须有足够高的承受压力能力和合理的壁厚，才能有足够长的使用寿命，以保证良好的经济效益。塑料原材料有较好的抵抗快速开裂裂纹的增长能力，可以保证塑料压力管道不发生偶发性的灾难性事故。pp管道的使用始于20世纪80年代，主要由pp均聚物（pph）、嵌段共聚物（ppb）和无规共聚聚丙烯（ppr）管材料。
ppr管材料是由丙烯与另一种烯烃单体（或多种烯烃单体）共聚而成的无规共聚物，烯烃单体中无烯烃外的其它官能团。近年来，ppr管材用量逐年递增，我国建设部已推荐使用ppr管道代替镀锌管，用于室内给排水管道。目前，ppr管在使用中，发现它仍然存在一些问题，在静液压载荷下，随着温度、时间、载荷大小的变化，ppr管道可发生脆性断裂或氧化破坏等。脆性破坏的本质在于应力开裂，裂缝的增长速度很慢，称为慢速裂纹增长（scg）；裂缝的增长速度也可能相当快，瞬间开裂，称为快速裂纹增长（rcg）。氧化破坏是由于管材被氧化后，氧化降解反应按自动加速反应方式进行，在短时间内管材的力学性能迅速丧失，最终导致管道力学破坏。
纤维与塑料复合后，可以改善塑料的性能，在提高塑料性能的同时，也可以大大降低生产成本。据相关报道，纤维在基体树脂中会起到异相成核剂的作用，使树脂分子围绕纤维表面结晶。当复合材料收到外力冲击时，应力会更好的传递给纤维，从而起到增强作用。
技术实现要素：
为了克服现有技术中ppr管存在韧性差、生产成本高、不耐氧化等缺陷，本发明提供一种短切纤维增强ppr管的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种短切纤维增强ppr管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原材料的准备
①原材料准备
按重量份准备无规共聚ppr70~100份、短切纤维10~30份、硅烷偶联剂0.15~0.45份、足量乙醇、硅灰石5~8份、纳米碳酸钙10~15份、润滑剂0.5~1.0份、抗氧剂0.5~0.8份、辅助抗氧剂0.5~1.0份、成核剂tmb0.2~0.4份；
②设备：准备超声波清洗机、磁力搅拌器、离心机、烘箱、塑料颗粒搅拌机、双螺杆挤出机、定型装置、冷却水槽、牵引装置、切割装置；
步骤二：短切纤维的处理
①将步骤一准备的硅烷偶联剂溶入无水乙醇中，配成硅烷偶联剂的体积分数为2.5%~3%的溶液，将溶液放到超声波清洗机中进行超声，超声时间为50min~60min；
②将步骤一准备的短切纤维加入到上述溶液中，将盛有溶液与短切纤维混合物的容器放到磁力搅拌器中，控制反应温度为40~50℃，反应时间为3~4h，将反应后的溶液放到离心机中离心，得到改性短切纤维；
③将改性短切纤维放到烘箱中干燥，控制干燥的温度为50~80℃，干燥时间为24h；
步骤三：混料
按照配方将称量好的无规共聚ppr、改性短切纤维、硅灰石、纳米碳酸钙、润滑剂、抗氧剂、辅助抗氧剂、成核剂依次投入到塑料颗粒搅拌机中，混合均匀、备用；
步骤四：管坯成型
将步骤三得到的混合物料倒入双螺杆挤出机的料斗中，混合物料经机筒进料口进入机筒内，随着螺杆的旋转，混合物料被推向机筒前方，最后从双螺杆挤出机的机头口模中挤出，得到ppr管坯；ppr管坯依次通过定型装置定型，冷却水槽冷却，牵引装置牵引，最后通过切割装置按一定长度切断，最后检验入库。
上述的一种短切纤维增强ppr管的制备方法，所述硅烷偶联剂的用量为短切纤维用量的1.5%。
上述的一种短切纤维增强ppr管的制备方法，所述硅烷偶联剂为kh560、kh570或a171中的一种。
上述的一种短切纤维增强ppr管的制备方法，所述短切纤维为玻璃纤维、硼纤维或碳纤维中的一种。
上述的一种短切纤维增强ppr管的制备方法，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯。
上述的一种短切纤维增强ppr管的制备方法，所述润滑剂为硬脂酸钙。
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，（1）本发明用硅烷偶联剂对短切纤维进行处理，改性处理工艺简单，可批量进行生产，方便操作；（2）短切纤维改性后，硅烷偶联剂起到桥梁的作用，一边连接了短切纤维，另一边连接了无规共聚ppr，提高了短切纤维与无规共聚ppr的相容性，是本领域的突破性创新；（3）短切纤维的加入，提高了ppr管的强度；（4）通过使用塑料颗粒搅拌机，将原材料混合均匀，保证了制品性能的均一性；（5）通过添加了来源广泛的纳米碳酸钙和硅灰石，增大了容积，降低了生产成本；（6）通过添加润滑剂改善了加工性能；抗氧剂、辅助抗氧剂改善了ppr管的耐老化性，有利于延长使用寿命。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
【实施例1】
一种短切纤维增强ppr管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原材料的准备
①原材料准备
按重量份准备无规共聚ppr80份、短切纤维20份、硅烷偶联剂0.3份、足量乙醇、硅灰石5份、纳米碳酸钙10份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.5份、辅助抗氧剂0.5份、成核剂tmb0.2份；
②设备：准备超声波清洗机、磁力搅拌器、离心机、烘箱、塑料颗粒搅拌机、双螺杆挤出机、定型装置、冷却水槽、牵引装置、切割装置；
步骤二：短切纤维的处理
①将步骤一准备的硅烷偶联剂溶入无水乙醇中，配成硅烷偶联剂的体积分数为2.5%的溶液，将溶液放到超声波清洗机中进行超声，超声时间为50minmin；
②将步骤一准备的短切纤维加入到上述溶液中，将盛有溶液与短切纤维混合物的容器放到磁力搅拌器中，控制反应温度为40℃，反应时间为3h，将反应后的溶液放到离心机中离心，得到改性短切纤维；
③将改性短切纤维放到烘箱中干燥，控制干燥的温度为50℃，干燥时间为24h；
步骤三：混料
按照配方将称量好的无规共聚ppr、改性短切纤维、硅灰石、纳米碳酸钙、润滑剂、抗氧剂、辅助抗氧剂、成核剂依次投入到塑料颗粒搅拌机中，混合均匀、备用；
步骤四：管坯成型
将步骤三得到的混合物料倒入双螺杆挤出机的料斗中，混合物料经机筒进料口进入机筒内，随着螺杆的旋转，混合物料被推向机筒前方，最后从双螺杆挤出机的机头口模中挤出，得到ppr管坯；ppr管坯依次通过定型装置定型，冷却水槽冷却，牵引装置牵引，最后通过切割装置按一定长度切断，最后检验入库。
进一步的，所述硅烷偶联剂为kh560。
进一步的，所述短切纤维为玻璃纤维。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙。
【实施例2】
一种短切纤维增强ppr管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原材料的准备
①原材料准备
按重量份准备无规共聚ppr90份、短切纤维10份、硅烷偶联剂0.15份、足量乙醇、硅灰石8份、纳米碳酸钙15份、润滑剂1.0份、抗氧剂0.8份、辅助抗氧剂1.0份、成核剂tmb0.4份；
②设备：准备超声波清洗机、磁力搅拌器、离心机、烘箱、塑料颗粒搅拌机、双螺杆挤出机、定型装置、冷却水槽、牵引装置、切割装置；
步骤二：短切纤维的处理
①将步骤一准备的硅烷偶联剂溶入无水乙醇中，配成硅烷偶联剂的体积分数为3%的溶液，将溶液放到超声波清洗机中进行超声，超声时间为60min；
②将步骤一准备的短切纤维加入到上述溶液中，将盛有溶液与短切纤维混合物的容器放到磁力搅拌器中，控制反应温度为50℃，反应时间为4h，将反应后的溶液放到离心机中离心，得到改性短切纤维；
③将改性短切纤维放到烘箱中干燥，控制干燥的温度为80℃，干燥时间为24h；
步骤三：混料
按照配方将称量好的无规共聚ppr、改性短切纤维、硅灰石、纳米碳酸钙、润滑剂、抗氧剂、辅助抗氧剂、成核剂依次投入到塑料颗粒搅拌机中，混合均匀、备用；
步骤四：管坯成型
将步骤三得到的混合物料倒入双螺杆挤出机的料斗中，混合物料经机筒进料口进入机筒内，随着螺杆的旋转，混合物料被推向机筒前方，最后从双螺杆挤出机的机头口模中挤出，得到ppr管坯；ppr管坯依次通过定型装置定型，冷却水槽冷却，牵引装置牵引，最后通过切割装置按一定长度切断，最后检验入库。
进一步的，所述硅烷偶联剂为kh570。
进一步的，所述短切纤维为碳纤维。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。