一种市政供水管道塑料及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 19:30:30
技术领域
本发明涉及塑料材料技术领域，尤其涉及一种市政供水管道塑料及其制备方法。
背景技术
尽管PE管道具有强度高、耐高温、抗腐蚀、耐磨等诸多优点，但现有的PE管道性能依然无法满足工程中的需求，在应用过程中，PE管道暴露出以下缺点。PE管机械强度较低、容易受到人为的损坏，PE管由于硬度不如钢管，在受到坚硬物的冲击时很容易被打穿孔。2、PE管的耐老化性能较差，PE管在较高温度下其耐压强度会降低。
市政供水管道具备使用周期长，液体流通量大，放置环境复杂、维护保养困难等特点，因此，研发一种力学性能高同时稳定性较高的PE管，才能适应市政供水管用途的需求。
基于上述情况，本发明提出了一种市政供水管道塑料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种市政供水管道塑料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种市政供水管道塑料，所述市政供水管道塑料由以下重量份的原料组成：80～90份HDPE塑料、10～20份LDPE塑料、15～25份EVA塑料、15～20份聚苯硫醚、1～3份硅烷偶联剂、0.5～1.5份琥珀酸酐、0.05～0.2份接枝引发剂、1～2份脱水催化剂、0.5～1.5份抗氧剂、10～15份刚性填料、0.5～1.0份内润滑剂、1～2份外润滑剂。
优选地，所述硅烷偶联剂为带有氨基的硅烷偶联剂。
优选地，所述带有氨基的硅烷偶联剂为带有仲氨基的硅烷偶联剂，包括N-苄基-N'-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺盐酸盐、N-(2-二甲氨基乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-环己基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷的其中一种。
优选地，所述带有仲氨基的硅烷偶联剂为带有两个氨基的仲氨基硅烷偶联剂。
优选地，所述带有两个氨基的仲氨基硅烷偶联剂为N-(2-二甲氨基乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，CAS号为224638-27-1。
优选地，所述接枝引发剂为过氢化苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢中的其中一种。
优选地，所述脱水催化剂为二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化亚铜、氧化锌中的其中一种。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010中的其中一种。
优选地，所述刚性填料包括滑石粉、碳酸钙粉、硅藻土粉、硅灰粉的其中一种。
优选地，所述内润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、PE蜡中的其中一种。
优选地，所述外润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯中的其中一种。
本发明还提供了一种市政供水管道塑料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将聚苯硫醚、硅烷偶联剂、琥珀酸酐、接枝引发剂、脱水催化剂共混，在60～65℃以200～300rpm搅拌3～4h；
(2)往步骤(1)中添加HDPE塑料、LDPE塑料、EVA塑料，在110～115℃以500～550rpm搅拌1～1.5h；
(3)将抗氧剂、刚性填料、内润滑剂、外润滑剂加入，在120～125℃以600～650rpm搅拌1～1.5h，得混匀料；
(4)将混匀料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，双螺杆挤出机的温度设置为180～210℃，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过添加聚苯硫醚，可以有效提高塑料材料的抗冲强度、弯曲模量等力学性能，从而提高塑料材料作为供水管应用的适用性。
2.本发明使用硅烷偶联剂改性聚苯硫醚，不仅能有效提高塑料材料的力学性能，还能提升塑料材料的稳定性，从而延长塑料材料作为供水管应用时的使用寿命。
3.本发明原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将聚苯硫醚、硅烷偶联剂、琥珀酸酐、接枝引发剂、脱水催化剂共混，在60℃以200rpm搅拌4h；
(2)往步骤(1)中添加HDPE塑料、LDPE塑料、EVA塑料，在110℃以500rpm搅拌1.5h；
(3)将抗氧剂、刚性填料、内润滑剂、外润滑剂加入，在120℃以600rpm搅拌1.5h，得混匀料；
(4)将混匀料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，双螺杆挤出机的温度设置为180℃，即得。
实施例2
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将聚苯硫醚、硅烷偶联剂、琥珀酸酐、接枝引发剂、脱水催化剂共混，在65℃以300rpm搅拌3h；
(2)往步骤(1)中添加HDPE塑料、LDPE塑料、EVA塑料，在115℃以550rpm搅拌1h；
(3)将抗氧剂、刚性填料、内润滑剂、外润滑剂加入，在125℃以650rpm搅拌1h，得混匀料；
(4)将混匀料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，双螺杆挤出机的温度设置为210℃，即得。
实施例3
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将聚苯硫醚、硅烷偶联剂、琥珀酸酐、接枝引发剂、脱水催化剂共混，在65℃以300rpm搅拌4h；
(2)往步骤(1)中添加HDPE塑料、LDPE塑料、EVA塑料，在115℃以550rpm搅拌1.5h；
(3)将抗氧剂、刚性填料、内润滑剂、外润滑剂加入，在125℃以650rpm搅拌1.5h，得混匀料；
(4)将混匀料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，双螺杆挤出机的温度设置为210℃，即得。
对比例1
按表1称量具体原料，与实施例3不同的是，未添加聚苯硫醚，其余步骤制备同实施例3。
对比例2
按表1称量具体原料，与实施例3不同的是，未使用硅烷偶联剂，其余步骤制备同实施例3。
对比例3
按表1称量具体原料，与实施例3不同的是，硅烷偶联剂为N-环己基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS号为120218-28-2)，其余步骤制备同实施例3。
对比例4
按表1称量具体原料，与实施例3不同的是，硅烷偶联剂为N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(CAS号为41051-80-3)，其余步骤制备步骤同实施例3。
对比例5
按表1称量具体原料，与实施例3不同的是，硅烷偶联剂为N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(CAS号为31024-56-3)，其余步骤制备步骤同实施例3。
表1
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性能测试评价
将制备好的实施例1～3以及对比例1～5取样并进行注塑样条，分别按照GB/T1043.1-2008和GB/T 9341-2008测试标准样条的冲击强度和弯曲模量。测试结果参见表2。
另外取实施例1～3以及对比例1～5制备所得的标准样条，经过热空气老化处理后(100℃×72h、120h、168h)，测定冲击强度和弯曲模量，具体见表3。
表2
表3
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。