一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管的制作方法

本发明属于塑料管道技术领域，具体涉及到一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管。

背景技术：

pe是聚乙烯塑料，最基础的一种塑料，塑料袋、保鲜膜等都是pe，hdpe是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态hdpe的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。pe具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。

pe管有中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管。和钢管比较，施工工艺简单，有一定的柔韧性，更主要的是不用作防腐处理，将节省大量的工序。缺点就器械性不如钢管，施工中特别的注意热力供暖的安全间距，并且不能裸露于空气中阳光下，而且在用于排水工业中，容易在低温环境中受内部结冰水的膨胀力冻裂。

公告号为cn207005472u的中国专利公开了一种防冻裂pe水管，包括pe管道本体，所述的pe管道本体从内至外依次设置有抗菌层、pe层、保温层、加强层、阻燃层；所述的pe层内设置有环形空腔；所述的环形空腔设置在pe层的左右两端之间，并靠近pe层的内侧。在低温条件下，当水管内的水结冰时，水因相变而体积膨胀，pe层的内侧受到的压强增大，导致pe层的内侧胀裂，此时靠近pe层内侧的环形空腔为水因相变而膨胀的体积提供了空间，使得冰内压强减小，从而防止整个pe层受到过大的压强而胀裂本体，但是该结构空腔两侧由于空腔内部机械力容易发生损坏，导致管道的机械损伤。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，本发明是通过对材料进行改性并结合多层设置，使排水管既能达到一定的韧性和机械强度，又能在恶劣环境下应用。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，包括聚乙烯内层，所述聚乙烯内层外侧设有粘合层，所述粘合层外侧设有2-4层的复合层，所述复合层外侧设有硬质层；

所述复合层为按聚碳酸酯层、木质塑料层和丝纤维层的顺序依次叠加组合形成；

所述硬质层为木质塑料层。

聚乙烯内层具有致密的结构，在排水应用中具有防水防渗的作用；

聚碳酸酯层具有较高的韧性，可以在管道受到撞击的过程中，保护管道发生破碎；

木质塑料层可以利用木制轻便、硬度大的特点，结合塑料的韧性和流动性使塑料管兼具硬度和韧性；

丝纤维层可以在夹层中提供较高的弹性，防止水冷冻造成的膨胀挤压对管道造成的损坏；

将聚碳酸酯层、木质塑料层和丝纤维层依次叠加组合制成的多层复合层可以吸收外力撞击产生的能量和冲击波压力，减少管道的损坏，还可以增加管道外层的抗冲击、防开裂的性能。

进一步的，所述木质塑料层的原料的制备方法为：

(1)将木材粉碎后干燥使其脱去结合水，然后研磨至粉末状放入过氧化氢溶液中，边搅拌便加入丙烯酸单体，最后150-170℃反应10h以上，得到改性木粉a；

结合水结合在木材碳元素的表面，影响碳元素的活化，在过氧化氢溶液的作用下，碳元素变为激发态与丙烯酸单体发生接枝反应，使其碳元素表面形成枝状丙烯酸基团，增强木质元素与塑料的结合力；

(2)将废弃的热塑性塑料粉碎后与改性木粉a混合，加热至整体呈流动状态，然后在500-800转/分钟的条件下搅拌4-5h后降温，通过挤出机得到片状可弯曲的木质塑料软材，即可。

进一步的，所述过氧化氢溶液的质量分数为25-30％。

进一步的，所述木材干燥后、过氧化氢溶液、丙烯酸单体、热塑性塑料的用量比依次为10g:(500-1000ml):(20-30ml):(30-50g)。

进一步的，所述粘合层的原料为酚醛环氧树脂和硅烷偶联剂按质量比80-120:1组成。

进一步的，所述丝纤维层的原料为pp塑料。

进一步的，上述的抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，其按如下步骤制得：

s1、将聚乙烯管的外侧进行磨砂，形成聚乙烯内层，在聚乙烯内层的外侧涂布粘合层；

磨砂处理可以进一步增强粘合剂的结合力，防止聚乙烯内层与复合层发生脱层；

s2、在粘合层外侧粘合一层聚碳酸酯膜形成聚碳酸酯层，然后在包裹一层木质塑料软材，固化后形成木质塑料层，然后在木质塑料层外侧围绕一层塑料纤维形成丝纤维层；

s3、根据步骤s2重复覆盖聚碳酸酯层-木质塑料层-丝纤维层2-4次，最后粘合一层木质塑料软材，固化后使其最外层为木质塑料层，得到聚乙烯排水管半成品；

s4、将聚乙烯排水管半成品套设在辊轴上，在温度为60-70℃、压力3-6个大气压下，在平台上滚动30-50min，降温即得。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明排水管使用的复合层为较为硬质的木质塑料层、纤维网状的丝纤维层和韧性的高分子材料聚碳酸酯层依次叠加组合形成，使排水管具有一定的硬度，防止收到外力的挤压，并且在受到击打或是水冷冻膨胀的同时，丝纤维层和高分子材料聚碳酸酯层可以抵抗撞击力或水结冰导致的膨胀力，防止排水管破裂。

2、采用木质塑料是在塑料层的技术上添加木材，节能环保，并且木材可以增加塑料的硬度，软硬多层的设置可以使排水管兼具硬度和韧性，有利于产业化推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中，1、聚乙烯内层；2、粘合层；3、木质塑料层；4、丝纤维层；5、聚碳酸酯层。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述，对于本发明未详细描述的技术方案可参看背景技术或是现有技术。

图1示出了本发明的结构示意图，该抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，包括聚乙烯内层，所述聚乙烯内层外侧设有粘合层，所述粘合层外侧设有2-4层的复合层，所述复合层外侧设有硬质层；

所述复合层为按聚碳酸酯层、木质塑料层和丝纤维层的顺序依次叠加组合形成；

所述硬质层为木质塑料层。

作为一种优选的实施方式，所述木质塑料层的原料的制备方法为：

(1)将木材粉碎后干燥使其脱去结合水，然后研磨至粉末状放入过氧化氢溶液中，边搅拌便加入丙烯酸单体，最后150-170℃反应10h以上，得到改性木粉a；

(2)将废弃的热塑性塑料粉碎后与改性木粉a混合，加热至整体呈流动状态，然后在500-800转/分钟的条件下搅拌4-5h后降温，通过挤出机得到片状可弯曲的木质塑料软材，即可。

作为一种优选的实施方式，所述过氧化氢溶液的质量分数为25-30％。

作为一种优选的实施方式，所述木材干燥后、过氧化氢溶液、丙烯酸单体、热塑性塑料的用量比依次为10g:(500-1000ml):(20-30ml):(30-50g)。

作为一种优选的实施方式，所述粘合层的原料为酚醛环氧树脂和硅烷偶联剂按质量比80-120:1组成。

作为一种优选的实施方式，所述丝纤维层的原料为pp塑料。

作为一种优选的实施方式，上述的抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，其按如下步骤制得：

s1、将聚乙烯管的外侧进行磨砂，形成聚乙烯内层，在聚乙烯内层的外侧涂布粘合层；

s2、在粘合层外侧粘合一层聚碳酸酯膜形成聚碳酸酯层，然后在包裹一层木质塑料软材，固化后形成木质塑料层，然后在木质塑料层外侧围绕一层塑料纤维形成丝纤维层；

s3、根据步骤s2重复覆盖聚碳酸酯层-木质塑料层-丝纤维层2-4次，最后粘合一层木质塑料软材，固化后使其最外层为木质塑料层，得到聚乙烯排水管半成品；

s4、将聚乙烯排水管半成品套设在辊轴上，在温度为60-70℃、压力3-6个大气压下，在平台上滚动30-50min，降温即得。

根据上述技术方案列举一下实施例，对本发明作进一步的说明。

实施例1一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，

其制备方法为：

s1、将聚乙烯管的外侧进行磨砂，形成聚乙烯内层，在聚乙烯内层的外侧涂布粘合层；所述粘合层的原料为酚醛环氧树脂和硅烷偶联剂按质量比100:1组成。

s2、在粘合层外侧粘合一层聚碳酸酯膜形成聚碳酸酯层，然后在包裹一层木质塑料软材，固化后形成木质塑料层，然后在木质塑料层外侧围绕一层塑料纤维(pp塑料纤维)形成丝纤维层；

s3、根据步骤s2重复覆盖聚碳酸酯层-木质塑料层-丝纤维层3次，最后粘合一层木质塑料软材，固化后使其最外层为木质塑料层(最外层硬质层)，得到聚乙烯排水管半成品；

s4、将聚乙烯排水管半成品套设在辊轴上，在温度为65℃、压力5个大气压下，在平台上滚动40min，降温即得。

所述木质塑料层的原料的制备方法为：

(1)将木材粉碎后干燥使其脱去结合水，然后研磨至粉末状放入质量分数为28％过氧化氢溶液中，边搅拌便加入丙烯酸单体，最后160℃反应10h以上，得到改性木粉a；

(2)将废弃的热塑性塑料粉碎后与改性木粉a混合，加热至整体呈流动状态，然后在700转/分钟的条件下搅拌4.5h后降温，通过挤出机得到片状可弯曲的木质塑料软材，即可。

所述木材干燥后、过氧化氢溶液、丙烯酸单体、热塑性塑料的用量比依次为10g:(700ml):(25ml):(40g)。

实验结果：施加400mpa的力击打管道，管道不发生冲击，重复击打4次才出现裂纹。

实施例2一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，

其制备方法为：

s1、将聚乙烯管的外侧进行磨砂，形成聚乙烯内层，在聚乙烯内层的外侧涂布粘合层；所述粘合层的原料为酚醛环氧树脂和硅烷偶联剂按质量比80:1组成。

s2、在粘合层外侧粘合一层聚碳酸酯膜形成聚碳酸酯层，然后在包裹一层木质塑料软材，固化后形成木质塑料层，然后在木质塑料层外侧围绕一层塑料纤维(pp塑料纤维)形成丝纤维层；

s3、根据步骤s2重复覆盖聚碳酸酯层-木质塑料层-丝纤维层4次，最后粘合一层木质塑料软材，固化后使其最外层为木质塑料层(最外层硬质层)，得到聚乙烯排水管半成品；

s4、将聚乙烯排水管半成品套设在辊轴上，在温度为60℃、压力6个大气压下，在平台上滚动30min，降温即得。

所述木质塑料层的原料的制备方法为：

(1)将木材粉碎后干燥使其脱去结合水，然后研磨至粉末状放入质量分数为25％过氧化氢溶液中，边搅拌便加入丙烯酸单体，最后150℃反应10h以上，得到改性木粉a；

(2)将废弃的热塑性塑料粉碎后与改性木粉a混合，加热至整体呈流动状态，然后在800转/分钟的条件下搅拌4h后降温，通过挤出机得到片状可弯曲的木质塑料软材，即可。

所述木材干燥后、过氧化氢溶液、丙烯酸单体、热塑性塑料的用量比依次为10g:(500ml):(20ml):(50g)。

实验结果：施加400mpa的力击打管道，管道不发生冲击，重复击打5次才出现裂纹。

实施例3一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管，

其制备方法为：

s1、将聚乙烯管的外侧进行磨砂，形成聚乙烯内层，在聚乙烯内层的外侧涂布粘合层；所述粘合层的原料为酚醛环氧树脂和硅烷偶联剂按质量比120:1组成。

s2、在粘合层外侧粘合一层聚碳酸酯膜形成聚碳酸酯层，然后在包裹一层木质塑料软材，固化后形成木质塑料层，然后在木质塑料层外侧围绕一层塑料纤维(pp塑料纤维)形成丝纤维层；

s3、根据步骤s2重复覆盖聚碳酸酯层-木质塑料层-丝纤维层2次，最后粘合一层木质塑料软材，固化后使其最外层为木质塑料层(最外层硬质层)，得到聚乙烯排水管半成品；

s4、将聚乙烯排水管半成品套设在辊轴上，在温度为70℃、压力3个大气压下，在平台上滚动50min，降温即得。

所述木质塑料层的原料的制备方法为：

(1)将木材粉碎后干燥使其脱去结合水，然后研磨至粉末状放入质量分数为30％过氧化氢溶液中，边搅拌便加入丙烯酸单体，最后170℃反应10h以上，得到改性木粉a；

(2)将废弃的热塑性塑料粉碎后与改性木粉a混合，加热至整体呈流动状态，然后在500转/分钟的条件下搅拌5h后降温，通过挤出机得到片状可弯曲的木质塑料软材，即可。

所述木材干燥后、过氧化氢溶液、丙烯酸单体、热塑性塑料的用量比依次为10g:(1000ml):(30ml):(30g)。

实验结果：施加400mpa的力击打管道，管道不发生冲击，重复击打3次才出现裂纹。

综上，本发明具有良好的抗冲击性、防开裂的效果。

本发明创造未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。