一种高强度的PET给排水管的制备方法

本发明涉及给排水管制备，尤其涉及一种高强度的pet给排水管的制备方法。

背景技术：

1、市政管道作为城市基础设施的重要组成之一，能及时排除城市地面雨水，为城市提供工业和生活用水，同时还能防止城市水资源受到污染。管材选择应从承压性，耐久性、抗腐蚀性、经济性、水力性能等角度进行考虑。塑料给排水管与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，其具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、市政、工业和农业等领域。

2、目前，市政给水管主要为聚合物管，包括聚乙烯（pe）管、硬质聚氯乙烯（pvc-u）管以及无规共聚聚丙烯（ppr）管。pe管因其自身抗冲击、耐老化、耐腐蚀、耐磨损等优点成为给水管的优良选择，但是传统的pe管由于配方材料单一，使得其用作给水管并长时间使用后容易在管壁残留滋生细菌，并且在管材强度容易随着时间推移而降低；pvc-u管因具有力学性能好，绝缘性能好，耐腐蚀性强，使用寿命长，重量轻、易于运输、安装等诸多优点，广泛应用于各种给水工程中。然而目前市场上的pvc给水管材抗冲击性能较差，受到外力冲击作用容易发生开裂现象，大大降低了pvc管的使用寿命，限制了其应用范围；ppr管保温性能好、管壁光滑，属于一种非常常用的水管，具有卫生健康环保的功效，但是现有的ppr给水管稳定性能较差，原料之间的凝固力较差，导致其抗老化性能下降，不能弯曲施工。因此有必要开发一种用于市政给排水的强度更高、寿命更长的聚合物材料。

3、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或由对苯二甲酸与乙二醇酯化聚合得到的一种热塑性高分子材料，用途十分广泛，比如用作纤维（即涤纶）、瓶、薄膜、片材、无纺布、工程塑料等。pet具有良好的力学性能，制成薄膜后冲击强度是其他薄膜的3~5倍，耐折性好。同时，优异的弯曲疲劳性能、超高的介电强度、耐化学腐蚀性、很好的表面光洁度以及低成本等优良性能使pet适用于市政给排水。

4、专利cn109401209a公开了一种高强度的pet管材的配方，包括以下重量份的原料：pet树脂60份、聚丙烯酸酯26份、稳定剂7份、发泡剂5份、防老剂2份。该pet管材抗冲击性能良好，但是该配方添加发泡剂，会使pet管材中生成气孔，不适宜制备给排水管。本申请基于聚合物的成型加工技术，拟提供一种高强度的pet给排水管及其制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高强度的pet给排水管的制备方法。该方法利用双螺杆挤出机进行反应性挤出，以提高pet熔体的粘度和强度，改善其加工特性；并利用相容剂提高增韧剂与pet之间的相容性，增加pet材料的韧性。所制备的pet产品可用于制造给排水管，表现出优良的环向强度与力学性能。

2、为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

3、一方面，本申请实施例提供一种高强度的pet给排水管的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：

4、a、将pet 100份、扩链剂0.5~2.5份、增韧剂10~40份、相容剂1~5份、抗氧化剂0.5~1份与黑色母3~5份混合，得到混合物；

5、b、将步骤a得到的混合物经过双螺杆挤出机熔融后挤出，再经挤出模具成型、冷却定型、匀速牵引与切割，即得pet给排水管。

6、在一些实施例中，在步骤a中，所述混合时间为5min，转速为10000rpm。

7、在一些实施例中，在步骤a中，所述双螺杆挤出机的转速为15~40rpm，温度为220~260℃。

8、在一些实施例中，在步骤a中，所述扩链剂包括丁二酸、己二酸、辛二酸、醋酸酐、马来酸酐、苯酐、甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯、丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯酸酯共聚物与丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

9、在一些实施例中，在步骤a中，所述增韧剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、乙丙橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。

10、在一些实施例中，在步骤a中，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、苯乙烯接枝聚乙烯、苯乙烯接枝聚丙烯、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、氧化聚乙烯蜡、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物与乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

11、在一些实施例中，在步骤a中，所述抗氧剂包括叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲酚、2,4-二叔丁基-苯基亚磷酸酯与3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸季戊四醇酯中的至少一种。

12、在一些实施例中，在步骤a中，所述黑色母包括炭黑、石墨、石墨烯与碳纳米管中的至少一种。

13、本发明的目的在于提供一种高强度的pet给排水管的制备方法。该方法利用双螺杆挤出机进行反应性挤出，以提高pet熔体的粘度和强度，改善其加工特性；并利用相容剂提高增韧剂与pet之间的相容性，增加pet材料的韧性。所制备的pet产品可用于制造给排水管，表现出优良的环向强度与力学性能。采用可连续化生产的挤出成型技术制备了pet管材，无需特殊设备，不涉及有机溶剂和胶粘剂的使用，不产生废液废气，生产过程绿色环保、简易可行。所述的管材与传统的聚乙烯、聚氯乙烯等聚合物管材相比，环向强度更高，力学性能更加优异，使用寿命更长。

技术特征：

1.一种高强度的pet给排水管的制备方法，其特征在于，以重量份计，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述混合时间为5min，转速为10000rpm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述双螺杆挤出机的转速为15~40rpm，温度为220~260℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述扩链剂包括丁二酸、己二酸、辛二酸、醋酸酐、马来酸酐、苯酐、甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯、丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯酸酯共聚物与丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述增韧剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、乙丙橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、苯乙烯接枝聚乙烯、苯乙烯接枝聚丙烯、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、氧化聚乙烯蜡、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物与乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述抗氧剂包括叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲酚、2,4-二叔丁基-苯基亚磷酸酯与3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸季戊四醇酯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述黑色母包括炭黑、石墨、石墨烯与碳纳米管中的至少一种。

技术总结
本发明涉及给排水管制备技术领域，尤其涉及一种高强度的PET给排水管的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：A、将PET 100份、扩链剂0.5~2.5份、增韧剂10~40份、相容剂1~5份、抗氧化剂0.5~1份与黑色母3~5份混合，得到混合物；B、将步骤A得到的混合物经过双螺杆挤出机熔融后挤出，再经挤出模具成型、冷却定型、匀速牵引与切割，即得PET给排水管。该方法利用双螺杆挤出机进行反应性挤出，以提高PET熔体的粘度和强度，改善其加工特性；并利用相容剂提高增韧剂与PET之间的相容性，增加PET材料的韧性。所制备的PET产品可用于制造给排水管，表现出优良的力学性能，其径向强度可达58MPa，断裂伸长率最高可达800%。

技术研发人员：王继亮,王禹菲,刘芃芃,包黎霞
受保护的技术使用者：云南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11