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CN111483126A - 一种增强型塑料管道材料的制备工艺 - Google Patents

一种增强型塑料管道材料的制备工艺 Download PDF

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CN111483126A
CN111483126A CN202010352162.7A CN202010352162A CN111483126A CN 111483126 A CN111483126 A CN 111483126A CN 202010352162 A CN202010352162 A CN 202010352162A CN 111483126 A CN111483126 A CN 111483126A
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CN
China
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extrusion
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cavity
reinforced
shell
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CN202010352162.7A
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张玉勇
姜俊杰
张哲�
姜浩
刘磊
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Original Assignee
Anhui Chaoxing New Material Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开一种增强型塑料管道材料的制备工艺，包括玻纤预处理、原料混合、熔融共挤三道工序；其中，玻纤预处理采用短切纤维浸入偶联剂乙烯基三乙酰氧基硅烷与乙醇溶液形成的处理液中，搅拌烘干得到；增强外层和增强内层均采用聚丙烯作为基体，加入不同功能的助剂，搅拌均匀得到，其中，增强添加剂采用高强度的聚酯长丝作为骨架织物，红外加热定型后涂覆热塑性聚氨酯弹性体，再通过压延、裁切、粉碎得到，熔融挤出时与聚丙烯相容，进一步与聚丙烯分子链形成网络结构，提高管材强度。本发明的增强型塑料管道材料，纵向回缩率达到1.5％‑1.8％，管件加热烘箱试验符合GB/T8803规定，管件坠落试验无破裂，强度和抗冲击性好。

Description

一种增强型塑料管道材料的制备工艺
技术领域
本发明涉及管道材料技术领域，具体涉及一种增强型塑料管道材料的制备工艺。
背景技术
塑料管材作为化学建材的重要组成部分，广泛应用于建筑给排水、城镇给排水以及燃气管等领域。现有的塑料管材主要有UPVC排水管，UPVC给水管，铝塑复合管，聚乙烯给水管材，聚丙烯PPR热水管这几种，现有的塑料管材所用材料的强度不高，制成管材以后，管壁需要的厚度较大，否者无法具有足够的强度和使用寿命，抗老化、抗腐蚀性能也需进一步提高。
现有技术(CN109988374A)公开了一种高强度塑料管道材料的制备方法，将称取的PVC、树脂、纳米二氧化硅、石灰、聚乙烯醇和乙烯基树脂于高速混合机内，在30-40℃下搅拌烘干，得到第一烘干物；将称取的碳纤维、玻璃纤维、碳化硅、二氧化硅、碳酸镁、苏州土、耐热改性剂和不锈钢纤维纱于高速混合机内，在20-45℃下搅拌烘干，得到第二烘干物；将第一烘干物和第二烘干物经双螺杆挤出机挤出造粒，得到基料；将基料破碎成颗粒状即得高强度塑料管道材料。该发明制成的管道性能优越，相比较现有塑料管道而言，具有更高的强度，抗老化、耐腐蚀、抗磨损性能更好。研究发现存在以下技术问题：1)无法通过与聚丙烯分子链形成网络结构以提高管材强度，使得管材的抗冲击性差；2)无法通过配套的塑料管材挤出机实现管材原料的剪切粉碎、挤出、二次挤出、模口挤出成型、冷却降温，使得管材的质量不稳定，增加了原料成本和加工成本。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种增强型塑料管道材料的制备工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供一种增强型塑料管道材料的制备工艺，包括以下步骤：
S1、玻纤预处理：按照重量份计，将10-15份无水乙醇与120-160份水混合均匀得到乙醇溶液，将1.5-4份的乙烯基三乙酰氧基硅烷溶于乙醇溶液中得到处理液，将20-40份短切玻纤浸入处理液内，70-80℃搅拌1-2h，100-120℃下烘干得到预处理玻纤；
S2、原料混合：按照重量份计，将85-120份聚丙烯、5-10份增强添加剂、3-8份二氧化硅、2-6份硅藻土、0.6-1.5份抗氧剂混合均匀，制成增强外层混合料；将110-125份聚丙烯、6-15份增强添加剂、2-4份润滑剂、0.5-1份抗氧剂、0.5-2份过氧化苯甲酰，搅拌均匀制成增强内层混合料；
S3、熔融共挤：开启塑料管材挤出机的第一电机和真空泵，第一电机的电机轴驱动主动皮带轮转动，传动皮带和从动皮带轮随之转动，从动皮带轮带动挤出螺杆转动，真空泵通过真空管对挤出外壳的内腔抽取真空；
从第一加料箱加入增强内层混合料，增强内层混合料进入加料腔后，经过第一粉碎刀和第二粉碎刀的持续剪切粉碎，第一过滤板和第二过滤板进行过滤，落入挤出外壳的内腔，经过加热和挤出螺杆的旋转挤出后形成增强内层，向挤出模口方向移动；
在挤出螺杆的挤出过程中，部分增强内层混合料会经过滤网流入二次挤出腔内，开启第二电机，第二电机带动二次挤出螺杆将增强内层混合料经过滤网挤出至挤出螺杆外围；
从第二加料箱加入增强外层混合料，增强外层混合料进入加料腔后，按照重量份再加入25-45份预处理玻纤、0.5-2份过氧化苯甲酰，经过第一粉碎刀和第二粉碎刀的持续剪切粉碎，第一过滤板和第二过滤板过滤后，经入料腔落入模口腔内，随着挤出螺杆旋转挤出于管材内层的外围，流道层方便管材外层原料的流动，190-210℃挤出形成增强外层；从水循环口通入循环冷却水，冷却水经储水区、喷流柱后从喷流孔喷出，冷却降温后得到增强型塑料管道材料。
作为本发明进一步的方案，所述增强添加剂的制备方法如下：
1)织物定型：将骨架织物使用红外加热烘箱定型，加工温度160℃-175℃；
2)涂覆：在定型骨架织物上涂覆0.1-0.2mm厚度的热塑性聚氨酯弹性体，210-220℃红外加热塑化；
3)压延、裁切、粉碎：将热塑性聚氨酯弹性体在190-210℃下压延到涂覆定型骨架织物表面，裁切、粉碎得到粒径10-20目的增强添加剂。
作为本发明进一步的方案，所述骨架织物规格为：经纬密度32×10根/每英寸；经向采用1000D/5高强高缩聚酯长丝，加捻60-80转/米，纱线S、Z捻间隔排列；纬向采用1000D/5高强中缩聚酯长丝，加捻60-80转/米；所述热塑性聚氨酯弹性体的抗拉强度为40N/mm2，撕裂强度为41N/mm，断裂伸长率为600％。
作为本发明进一步的方案，所述聚丙烯为低流动性聚丙烯，在230℃、载荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1.0-4.0g/10min，所述短切玻纤的长度为0.2-0.3mm，纤维分散性为100％。
作为本发明进一步的方案，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚、叔丁基对羟基苯甲醚、叔丁基对羟基茴香醚中的一种或多种的混合物，所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸镁、芥酸酰胺、甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸正丁酯中的一种或多种的混合物。
作为本发明进一步的方案，所述塑料管材挤出机包括底座，安装于底座上的皮带箱、传动机构、挤出机构；
其中，传动机构包括第一电机、主动皮带轮、从动皮带轮、传动皮带，第一电机固定于底座上，主动皮带轮、从动皮带轮、传动皮带设于皮带箱内，第一电机的电机轴与主动皮带轮的轴心固定连接，传动皮带环绕设置在主动皮带轮与从动皮带轮的外围；挤出机构包括挤出外壳、挤出螺杆、挤出模口、冷却箱，挤出外壳呈长方体状且设于皮带箱的一侧，挤出螺杆水平设置在挤出外壳的内腔且一端与从动皮带轮的轴心固定连接，另一端伸入挤出模口内；挤出外壳靠近皮带箱的顶部设有第一加料箱，挤出模口的顶部设有第二加料箱；挤出外壳靠近皮带箱的底部通过真空管连接有真空泵；挤出外壳靠近挤出模口的底部设有二次挤出腔，二次挤出腔的顶部设有通入挤出外壳内腔的过滤网，二次挤出腔内设有与过滤网连通的二次挤出螺杆，二次挤出螺杆的一端与第二电机的电机轴连接；过滤网的网孔直径为0.6-1.2cm；
挤出模口包括模口外壳、模口腔，模口腔外周靠近挤出外壳侧倾斜设有与加料腔连通的入料腔，模口腔外周远离挤出外壳侧等距排布有若干个流道腔。
作为本发明进一步的方案，第一加料箱与第二加料箱的结构相同，包括加料腔，加料腔的一侧设有竖直的抗震安装板，抗震安装板的顶部和底部均设有缓冲弹簧，抗震安装板上连接有朝向加料腔的若干个第一过滤板，第一过滤板的端部连接有第一粉碎刀，加料腔的另一侧设有与第一过滤板交错的第二过滤板，第二过滤板的端部连接有第二粉碎刀；抗震安装板的底部设有负压风机；其中，第一过滤板和第二过滤板的滤孔直径为0.2-0.4mm。
作为本发明进一步的方案，所述冷却箱包括冷却外壳、水循环口，水循环口设于冷却外壳的外周，冷却外壳的内腔设有储水区，储水区的内侧设有若干个朝向冷却外壳空腔的喷流柱，喷流柱内设有喷流孔。
本发明的有益效果：
1、本发明增强型塑料管道材料的制备工艺，包括玻纤预处理、原料混合、熔融共挤三道工序；其中，玻纤预处理采用短切纤维浸入偶联剂乙烯基三乙酰氧基硅烷与乙醇溶液形成的处理液中，搅拌烘干得到；增强外层和增强内层均采用聚丙烯作为基体，加入不同功能的助剂，搅拌均匀得到，其中，增强添加剂采用高强度的聚酯长丝作为骨架织物，红外加热定型后涂覆热塑性聚氨酯弹性体，再通过压延、裁切、粉碎得到，熔融挤出时与聚丙烯相容，进一步与聚丙烯分子链形成网络结构，提高管材强度。经过性能测试本发明的增强型塑料管道材料，纵向回缩率达到1.5％-1.8％，无气泡、无裂纹，管件加热烘箱试验符合GB/T8803规定，管件坠落试验无破裂，落锤冲击试验达到6.8％-7.5％，环刚度介于4.8％-5.2％，物理机械性能优异，强度和抗冲击性好。
2、玻纤预处理时，短切玻纤表面具有大量的羟基，可以与乙烯基硅烷偶联剂作用，增加玻纤与聚丙烯基体的相容性，提高玻纤的分散均匀性，提高管材的强度，熔融挤出过程中在少量引发剂过氧化苯甲酰作用下，乙烯基硅烷接枝到聚丙烯分子链上，进一步提高玻纤与聚丙烯基体的界面粘接强度，同时乙烯基硅烷起到交联点的作用，使聚丙烯分子链形成网络结构，玻纤弥补小部分聚丙烯分子链断裂所降低的强度。
3、熔融共挤过程中，通过配套的塑料管材挤出机的第一电机和真空泵，第一电机的电机轴驱动主动皮带轮转动，传动皮带和从动皮带轮随之转动，从动皮带轮带动挤出螺杆转动，真空泵通过真空管对挤出外壳的内腔抽取真空；从第一加料箱加入增强内层混合料，增强内层混合料进入加料腔后，经过第一粉碎刀和第二粉碎刀的持续剪切粉碎，第一过滤板和第二过滤板进行过滤，落入挤出外壳的内腔，经过加热和挤出螺杆的旋转挤出后形成增强内层，向挤出模口方向移动；在挤出螺杆的挤出过程中，部分增强内层混合料会经过滤网流入二次挤出腔内，开启第二电机，第二电机带动二次挤出螺杆将增强内层混合料经过滤网挤出至挤出螺杆外围；从第二加料箱加入增强外层混合料，增强外层混合料进入加料腔后，加入预处理玻纤、过氧化苯甲酰，经过第一粉碎刀和第二粉碎刀的持续剪切粉碎，第一过滤板和第二过滤板过滤后，经入料腔落入模口腔内，随着挤出螺杆旋转挤出于管材内层的外围，流道层方便管材外层原料的流动，挤出形成增强外层；从水循环口通入循环冷却水，冷却水经储水区、喷流柱后从喷流孔喷出，冷却降温后得到增强型塑料管道材料；配套的塑料管材挤出机能够高效地实现管材内外层原料的剪切粉碎、挤出、二次挤出、模口挤出成型、冷却降温，得到质量稳定的管道材料，提高了生产效率，降低了原料成本和加工成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明塑料管材挤出机的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
图3是本发明第一加料箱和第二加料箱的剖视图。
图4是本发明挤出模口的剖视图。
图中：1、底座；2、皮带箱；3、第一电机；4、主动皮带轮；5、从动皮带轮；6、传动皮带；7、挤出外壳；8、挤出螺杆；9、挤出模口；10、冷却箱；11、第一加料箱；12、第二加料箱；13、真空管；14、真空泵；15、二次挤出腔；16、过滤网；17、二次挤出螺杆；18、第二电机；19、加料腔；20、抗震安装板；21、缓冲弹簧；22、第一过滤板；23、第一粉碎刀；24、第二过滤板；25、第二粉碎刀；26、负压风机；27、模口外壳；28、模口腔；29、入料腔；30、流道腔；31、冷却外壳；32、水循环口；33、储水区；34、喷流柱；35、喷流孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参阅图1-4所示，本实施例的增强型塑料管道材料的制备工艺，包括以下步骤：
S1、玻纤预处理：按照重量份计，将13份无水乙醇与146份水混合均匀得到乙醇溶液，将3份的乙烯基三乙酰氧基硅烷溶于乙醇溶液中得到处理液，将35份短切玻纤浸入处理液内，76℃搅拌1.5h，115℃下烘干得到预处理玻纤；
S2、原料混合：按照重量份计，将106份聚丙烯、8份增强添加剂、6份二氧化硅、4份硅藻土、1.2份抗氧剂混合均匀，制成增强外层混合料；将116份聚丙烯、13份增强添加剂、3份润滑剂、0.6份抗氧剂、1.2份过氧化苯甲酰，搅拌均匀制成增强内层混合料；聚丙烯为低流动性聚丙烯，在230℃、载荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1.0-4.0g/10min，所述短切玻纤的长度为0.2-0.3mm，纤维分散性为100％。抗氧剂为叔丁基对羟基茴香醚，润滑剂为甘油三羟硬脂酸酯。
其中，增强添加剂的制备方法如下：
1)织物定型：将骨架织物使用红外加热烘箱定型，加工温度167℃；
2)涂覆：在定型骨架织物上涂覆0.15mm厚度的热塑性聚氨酯弹性体，218℃红外加热塑化；
3)压延、裁切、粉碎：将热塑性聚氨酯弹性体在202℃下压延到涂覆定型骨架织物表面，裁切、粉碎得到粒径10-20目的增强添加剂。
骨架织物规格为：经纬密度32×10根/每英寸；经向采用1000D/5高强高缩聚酯长丝，加捻60-80转/米，纱线S、Z捻间隔排列；纬向采用1000D/5高强中缩聚酯长丝，加捻60-80转/米；所述热塑性聚氨酯弹性体的抗拉强度为40N/mm2，撕裂强度为41N/mm，断裂伸长率为600％。
S3、熔融共挤：开启塑料管材挤出机的第一电机3和真空泵14，第一电机3的电机轴驱动主动皮带轮4转动，传动皮带6和从动皮带轮5随之转动，从动皮带轮5带动挤出螺杆8转动，真空泵14通过真空管13对挤出外壳7的内腔抽取真空；
从第一加料箱11加入增强内层混合料，增强内层混合料进入加料腔19后，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24进行过滤，落入挤出外壳7的内腔，经过加热和挤出螺杆8的旋转挤出后形成增强内层，向挤出模口9方向移动；
在挤出螺杆8的挤出过程中，部分增强内层混合料会经过滤网16流入二次挤出腔15内，开启第二电机18，第二电机18带动二次挤出螺杆17将增强内层混合料经过滤网16挤出至挤出螺杆8外围；
从第二加料箱12加入增强外层混合料，增强外层混合料进入加料腔19后，按照重量份再加入25-45份预处理玻纤、0.5-2份过氧化苯甲酰，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24过滤后，经入料腔29落入模口腔28内，随着挤出螺杆8旋转挤出于管材内层的外围，流道层30方便管材外层原料的流动，190-210℃挤出形成增强外层；从水循环口32通入循环冷却水，冷却水经储水区33、喷流柱34后从喷流孔35喷出，冷却降温后得到增强型塑料管道材料。
实施例2
参阅图1-4所示，本实施例的增强型塑料管道材料的制备工艺，包括以下步骤：
S1、玻纤预处理：按照重量份计，将14份无水乙醇与136份水混合均匀得到乙醇溶液，将3.5份的乙烯基三乙酰氧基硅烷溶于乙醇溶液中得到处理液，将32份短切玻纤浸入处理液内，76℃搅拌1.8h，115℃下烘干得到预处理玻纤；
S2、原料混合：按照重量份计，将112份聚丙烯、9份增强添加剂、7份二氧化硅、5份硅藻土、1.4份抗氧剂混合均匀，制成增强外层混合料；将122份聚丙烯、14份增强添加剂、4份润滑剂、0.8份抗氧剂、1.2份过氧化苯甲酰，搅拌均匀制成增强内层混合料；聚丙烯为低流动性聚丙烯，在230℃、载荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1.0-4.0g/10min，所述短切玻纤的长度为0.2-0.3mm，纤维分散性为100％。
抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚、叔丁基对羟基苯甲醚按照质量比1:1混合而成，润滑剂为硬脂酸镁、芥酸酰胺按照质量比2:1混合而成。
其中，增强添加剂的制备方法如下：
1)织物定型：将骨架织物使用红外加热烘箱定型，加工温度172℃；
2)涂覆：在定型骨架织物上涂覆0.18mm厚度的热塑性聚氨酯弹性体，216℃红外加热塑化；
3)压延、裁切、粉碎：将热塑性聚氨酯弹性体在206℃下压延到涂覆定型骨架织物表面，裁切、粉碎得到粒径10-20目的增强添加剂。
骨架织物规格为：经纬密度32×10根/每英寸；经向采用1000D/5高强高缩聚酯长丝，加捻60-80转/米，纱线S、Z捻间隔排列；纬向采用1000D/5高强中缩聚酯长丝，加捻60-80转/米；所述热塑性聚氨酯弹性体的抗拉强度为40N/mm2，撕裂强度为41N/mm，断裂伸长率为600％。
S3、熔融共挤：开启塑料管材挤出机的第一电机3和真空泵14，第一电机3的电机轴驱动主动皮带轮4转动，传动皮带6和从动皮带轮5随之转动，从动皮带轮5带动挤出螺杆8转动，真空泵14通过真空管13对挤出外壳7的内腔抽取真空；
从第一加料箱11加入增强内层混合料，增强内层混合料进入加料腔19后，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24进行过滤，落入挤出外壳7的内腔，经过加热和挤出螺杆8的旋转挤出后形成增强内层，向挤出模口9方向移动；
在挤出螺杆8的挤出过程中，部分增强内层混合料会经过滤网16流入二次挤出腔15内，开启第二电机18，第二电机18带动二次挤出螺杆17将增强内层混合料经过滤网16挤出至挤出螺杆8外围；
从第二加料箱12加入增强外层混合料，增强外层混合料进入加料腔19后，按照重量份再加入25-45份预处理玻纤、0.5-2份过氧化苯甲酰，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24过滤后，经入料腔29落入模口腔28内，随着挤出螺杆8旋转挤出于管材内层的外围，流道层30方便管材外层原料的流动，208℃挤出形成增强外层；从水循环口32通入循环冷却水，冷却水经储水区33、喷流柱34后从喷流孔35喷出，冷却降温后得到增强型塑料管道材料。
实施例3
参阅图1-4所示，本实施例的增强型塑料管道材料的制备工艺，包括以下步骤：
S1、玻纤预处理：按照重量份计，将15份无水乙醇与156份水混合均匀得到乙醇溶液，将3.6份的乙烯基三乙酰氧基硅烷溶于乙醇溶液中得到处理液，将36份短切玻纤浸入处理液内，80℃搅拌2h，115℃下烘干得到预处理玻纤；
S2、原料混合：按照重量份计，将112份聚丙烯、9份增强添加剂、7份二氧化硅、5份硅藻土、1.3份抗氧剂混合均匀，制成增强外层混合料；将120份聚丙烯、13份增强添加剂、4份润滑剂、0.7份抗氧剂、1.6份过氧化苯甲酰，搅拌均匀制成增强内层混合料；聚丙烯为低流动性聚丙烯，在230℃、载荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1.0-4.0g/10min，所述短切玻纤的长度为0.2-0.3mm，纤维分散性为100％。
抗氧剂为叔丁基对羟基苯甲醚、叔丁基对羟基茴香醚按照质量比1:1混合而成，润滑剂为甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸正丁酯按照质量比1:2混合而成。
其中，增强添加剂的制备方法如下：
1)织物定型：将骨架织物使用红外加热烘箱定型，加工温度172℃；
2)涂覆：在定型骨架织物上涂覆0.2mm厚度的热塑性聚氨酯弹性体，220℃红外加热塑化；
3)压延、裁切、粉碎：将热塑性聚氨酯弹性体在208℃下压延到涂覆定型骨架织物表面，裁切、粉碎得到粒径10-20目的增强添加剂。
骨架织物规格为：经纬密度32×10根/每英寸；经向采用1000D/5高强高缩聚酯长丝，加捻60-80转/米，纱线S、Z捻间隔排列；纬向采用1000D/5高强中缩聚酯长丝，加捻60-80转/米；所述热塑性聚氨酯弹性体的抗拉强度为40N/mm2，撕裂强度为41N/mm，断裂伸长率为600％。
S3、熔融共挤：开启塑料管材挤出机的第一电机3和真空泵14，第一电机3的电机轴驱动主动皮带轮4转动，传动皮带6和从动皮带轮5随之转动，从动皮带轮5带动挤出螺杆8转动，真空泵14通过真空管13对挤出外壳7的内腔抽取真空；
从第一加料箱11加入增强内层混合料，增强内层混合料进入加料腔19后，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24进行过滤，落入挤出外壳7的内腔，经过加热和挤出螺杆8的旋转挤出后形成增强内层，向挤出模口9方向移动；
在挤出螺杆8的挤出过程中，部分增强内层混合料会经过滤网16流入二次挤出腔15内，开启第二电机18，第二电机18带动二次挤出螺杆17将增强内层混合料经过滤网16挤出至挤出螺杆8外围；
从第二加料箱12加入增强外层混合料，增强外层混合料进入加料腔19后，按照重量份再加入25-45份预处理玻纤、0.5-2份过氧化苯甲酰，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24过滤后，经入料腔29落入模口腔28内，随着挤出螺杆8旋转挤出于管材内层的外围，流道层30方便管材外层原料的流动，190-210℃挤出形成增强外层；从水循环口32通入循环冷却水，冷却水经储水区33、喷流柱34后从喷流孔35喷出，冷却降温后得到增强型塑料管道材料。
实施例4
参阅图1-4所示，本实施例提供一种塑料管材挤出机，适用于本发明增强型塑料管道材料的熔融共挤成型，包括底座1，安装于底座1上的皮带箱2、传动机构、挤出机构。
其中，传动机构包括第一电机3、主动皮带轮4、从动皮带轮5、传动皮带6，第一电机3固定于底座1上，主动皮带轮4、从动皮带轮5、传动皮带6设于皮带箱2内，第一电机3的电机轴与主动皮带轮4的轴心固定连接，传动皮带6环绕设置在主动皮带轮4与从动皮带轮5的外围。挤出机构包括挤出外壳7、挤出螺杆8、挤出模口9、冷却箱10，挤出外壳7呈长方体状且设于皮带箱2的一侧，挤出螺杆8水平设置在挤出外壳7的内腔且一端与从动皮带轮5的轴心固定连接，另一端伸入挤出模口9内。挤出外壳7靠近皮带箱2的顶部设有第一加料箱11，挤出模口9的顶部设有第二加料箱12。挤出外壳7靠近皮带箱2的底部通过真空管13连接有真空泵14。挤出外壳7靠近挤出模口9的底部设有二次挤出腔15，二次挤出腔15的顶部设有通入挤出外壳7内腔的过滤网16，二次挤出腔15内设有与过滤网16连通的二次挤出螺杆17，二次挤出螺杆17的一端与第二电机18的电机轴连接。其中，过滤网16的网孔直径为0.6-1.2cm。
第一加料箱11与第二加料箱12的结构相同，包括加料腔19，加料腔19的一侧设有竖直的抗震安装板20，抗震安装板20的顶部和底部均设有缓冲弹簧21，抗震安装板20上连接有朝向加料腔19的若干个第一过滤板22，第一过滤板22的端部连接有第一粉碎刀23，加料腔19的另一侧设有与第一过滤板22交错的第二过滤板24，第二过滤板24的端部连接有第二粉碎刀25。抗震安装板20的底部设有负压风机26。其中，第一过滤板22和第二过滤板24的滤孔直径为0.2-0.4mm。
挤出模口9包括模口外壳27、模口腔28，模口腔28外周靠近挤出外壳7侧倾斜设有与加料腔19连通的入料腔29，模口腔28外周远离挤出外壳7侧等距排布有若干个流道腔30。
冷却箱10包括冷却外壳31、水循环口32，水循环口32设于冷却外壳31的外周，冷却外壳31的内腔设有储水区33，储水区33的内侧设有若干个朝向冷却外壳31空腔的喷流柱34，喷流柱34内设有喷流孔35。
本实施例的塑料管材挤出机的工作方法，包括以下步骤：
S1、开启第一电机3和真空泵14，第一电机3的电机轴驱动主动皮带轮4转动，传动皮带6和从动皮带轮5随之转动，从动皮带轮5带动挤出螺杆8转动，真空泵14通过真空管13对挤出外壳7的内腔抽取真空；
S2、从第一加料箱11加入管材内层原料，管材内层原料进入加料腔19后，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24进行过滤，落入挤出外壳7的内腔，经过加热和挤出螺杆8的旋转挤出后形成管胚，向挤出模口9方向移动；
S3、在挤出螺杆8的挤出过程中，部分管材内层原料会经过滤网16流入二次挤出腔15内；开启第二电机18，第二电机18带动二次挤出螺杆17将管材内层原料经过滤网16挤出至挤出螺杆8外围，方便管材内层原料的持续挤出；
S4、从第二加料箱12加入管材外层原料，管材外层原料进入加料腔19后，经过第一粉碎刀23和第二粉碎刀25的持续剪切粉碎，第一过滤板22和第二过滤板24过滤后，经入料腔29落入模口腔28内，随着挤出螺杆8旋转挤出于管材内层的外围，流道层30方便管材外层原料的流动，形成管材外层；
S5、从水循环口32通入循环冷却水，冷却水经储水区33、喷流柱34后从喷流孔35喷出，对管材进行冷却降温后排出。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，步骤S3未添加预处理玻纤和过氧化苯甲酰。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，步骤S2未添加增强添加剂。
实验例
根据行业标准CJ/T 278-2008建筑排水用聚丙烯管材和管件，将实施例1-3、对比例1-2制备的增强型塑料管道材料，进行物理机械性能测试，具体测试结果见下表：
表1.增强型塑料管道材料物理机械性能测试
Figure BDA0002472229780000151
从上表可以看出，本发明实施例的增强型塑料管道材料，纵向回缩率达到1.5％-1.8％，无气泡、无裂纹，优于对比例；管件加热烘箱试验符合GB/T8803规定，管件坠落试验无破裂，落锤冲击试验达到6.8％-7.5％，优于对比例；环刚度介于4.8％-5.2％，均＞4.0％，优于对比例。因此，本发明制备的增强型塑料管道材料物理机械性能优异，强度和抗冲击性好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、玻纤预处理：按照重量份计，将10-15份无水乙醇与120-160份水混合均匀得到乙醇溶液，将1.5-4份的乙烯基三乙酰氧基硅烷溶于乙醇溶液中得到处理液，将20-40份短切玻纤浸入处理液内，70-80℃搅拌1-2h，100-120℃下烘干得到预处理玻纤；
S2、原料混合：按照重量份计，将85-120份聚丙烯、5-10份增强添加剂、3-8份二氧化硅、2-6份硅藻土、0.6-1.5份抗氧剂混合均匀，制成增强外层混合料；将110-125份聚丙烯、6-15份增强添加剂、2-4份润滑剂、0.5-1份抗氧剂、0.5-2份过氧化苯甲酰，搅拌均匀制成增强内层混合料；
S3、熔融共挤：开启塑料管材挤出机的第一电机(3)和真空泵(14)，第一电机(3)的电机轴驱动主动皮带轮(4)转动，传动皮带(6)和从动皮带轮(5)随之转动，从动皮带轮(5)带动挤出螺杆(8)转动，真空泵(14)通过真空管(13)对挤出外壳(7)的内腔抽取真空；
从第一加料箱(11)加入增强内层混合料，增强内层混合料进入加料腔(19)后，经过第一粉碎刀(23)和第二粉碎刀(25)的持续剪切粉碎，第一过滤板(22)和第二过滤板(24)进行过滤，落入挤出外壳(7)的内腔，经过加热和挤出螺杆(8)的旋转挤出后形成增强内层，向挤出模口(9)方向移动；
在挤出螺杆(8)的挤出过程中，部分增强内层混合料会经过滤网(16)流入二次挤出腔(15)内，开启第二电机(18)，第二电机(18)带动二次挤出螺杆(17)将增强内层混合料经过滤网(16)挤出至挤出螺杆(8)外围；
从第二加料箱(12)加入增强外层混合料，增强外层混合料进入加料腔(19)后，按照重量份再加入25-45份预处理玻纤、0.5-2份过氧化苯甲酰，经过第一粉碎刀(23)和第二粉碎刀(25)的持续剪切粉碎，第一过滤板(22)和第二过滤板(24)过滤后，经入料腔(29)落入模口腔(28)内，随着挤出螺杆(8)旋转挤出于管材内层的外围，流道层(30)方便管材外层原料的流动，190-210℃挤出形成增强外层；从水循环口(32)通入循环冷却水，冷却水经储水区(33)、喷流柱(34)后从喷流孔(35)喷出，冷却降温后得到增强型塑料管道材料。
2.根据权利要求1所述的增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，所述增强添加剂的制备方法如下：
1)织物定型：将骨架织物使用红外加热烘箱定型，加工温度160℃-175℃；
2)涂覆：在定型骨架织物上涂覆0.1-0.2mm厚度的热塑性聚氨酯弹性体，210-220℃红外加热塑化；
3)压延、裁切、粉碎：将热塑性聚氨酯弹性体在190-210℃下压延到涂覆定型骨架织物表面，裁切、粉碎得到粒径10-20目的增强添加剂。
3.根据权利要求2所述的增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，所述骨架织物规格为：经纬密度32×10根/每英寸；经向采用1000D/5高强高缩聚酯长丝，加捻60-80转/米，纱线S、Z捻间隔排列；纬向采用1000D/5高强中缩聚酯长丝，加捻60-80转/米；所述热塑性聚氨酯弹性体的抗拉强度为40N/mm2，撕裂强度为41N/mm，断裂伸长率为600％。
4.根据权利要求1所述的增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，所述聚丙烯为低流动性聚丙烯，在230℃、载荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1.0-4.0g/10min，所述短切玻纤的长度为0.2-0.3mm，纤维分散性为100％。
5.根据权利要求1所述的增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚、叔丁基对羟基苯甲醚、叔丁基对羟基茴香醚中的一种或多种的混合物，所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸镁、芥酸酰胺、甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸正丁酯中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，所述塑料管材挤出机包括底座(1)，安装于底座(1)上的皮带箱(2)、传动机构、挤出机构；
其中，传动机构包括第一电机(3)、主动皮带轮(4)、从动皮带轮(5)、传动皮带(6)，第一电机(3)固定于底座(1)上，主动皮带轮(4)、从动皮带轮(5)、传动皮带(6)设于皮带箱(2)内，第一电机(3)的电机轴与主动皮带轮(4)的轴心固定连接，传动皮带(6)环绕设置在主动皮带轮(4)与从动皮带轮(5)的外围；挤出机构包括挤出外壳(7)、挤出螺杆(8)、挤出模口(9)、冷却箱(10)，挤出外壳(7)呈长方体状且设于皮带箱(2)的一侧，挤出螺杆(8)水平设置在挤出外壳(7)的内腔且一端与从动皮带轮(5)的轴心固定连接，另一端伸入挤出模口(9)内；挤出外壳(7)靠近皮带箱(2)的顶部设有第一加料箱(11)，挤出模口(9)的顶部设有第二加料箱(12)；挤出外壳(7)靠近皮带箱(2)的底部通过真空管(13)连接有真空泵(14)；挤出外壳(7)靠近挤出模口(9)的底部设有二次挤出腔(15)，二次挤出腔(15)的顶部设有通入挤出外壳(7)内腔的过滤网(16)，二次挤出腔(15)内设有与过滤网(16)连通的二次挤出螺杆(17)，二次挤出螺杆(17)的一端与第二电机(18)的电机轴连接；过滤网(16)的网孔直径为0.6-1.2cm；
挤出模口(9)包括模口外壳(27)、模口腔(28)，模口腔(28)外周靠近挤出外壳(7)侧倾斜设有与加料腔(19)连通的入料腔(29)，模口腔(28)外周远离挤出外壳(7)侧等距排布有若干个流道腔(30)。
7.根据权利要求6所述的增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，第一加料箱(11)与第二加料箱(12)的结构相同，包括加料腔(19)，加料腔(19)的一侧设有竖直的抗震安装板(20)，抗震安装板(20)的顶部和底部均设有缓冲弹簧(21)，抗震安装板(20)上连接有朝向加料腔(19)的若干个第一过滤板(22)，第一过滤板(22)的端部连接有第一粉碎刀(23)，加料腔(19)的另一侧设有与第一过滤板(22)交错的第二过滤板(24)，第二过滤板(24)的端部连接有第二粉碎刀(25)；抗震安装板(20)的底部设有负压风机(26)；其中，第一过滤板(22)和第二过滤板(24)的滤孔直径为0.2-0.4mm。
8.根据权利要求6所述的增强型塑料管道材料的制备工艺，其特征在于，所述冷却箱(10)包括冷却外壳(31)、水循环口(32)，水循环口(32)设于冷却外壳(31)的外周，冷却外壳(31)的内腔设有储水区(33)，储水区(33)的内侧设有若干个朝向冷却外壳(31)空腔的喷流柱(34)，喷流柱(34)内设有喷流孔(35)。
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