一种改性煤灰PVC复合波纹管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及管道领域，尤其是一种改性煤灰PVC复合波纹管及其制备方法，在波纹管内外层均加入以水溶性酚醛树脂、树脂水乳液为复合改性剂的改性煤灰，配合稳定剂、熔体强度増加剂、润滑剂、增塑剂、增韧剂等通过内外层混合料单独制作、挤出熔融、成型、切割得到产品。制取的改性煤灰PVC复合波纹管性能优越、成本低廉、树脂与煤灰接触牢固，制备方法简单、易于操作，对环境无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种改性煤灰PVC复合波纹管及其制备方法
本专利技术涉及管道领域，尤其是一种改性煤灰PVC复合波纹管及其制备方法。
技术介绍
我国是世界产煤量最大的国家，也是煤消耗量最大的国家，每年产生数量巨大的煤灰，占用大量的土地，加重环境日益恶化。煤灰的主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等物质，并吸附有部分游离水或化学结合水，能够进行资源化利用。现在煤灰主要用于建筑材料制备，如加气砖、轻质墙体材料、煤灰砖、水泥等附加价值低，技术水平含量低的领域。煤灰也有报道逐渐用于高分子材料填充领域，但由于煤灰密度大，表面羟基多亲水性强，造成在材料中易沉降、分层，相容性差等缺点，用量不多。我国有丰富的煤炭资源，在较长时间内利用煤炭发电仍然是一种主要获取能源的一种方式。因此，在减少煤灰环境污染的同时，实现煤灰的高质、高附加值利用，替代高耗能的白炭黑、碳酸钙、陶土、滑石粉等填充剂是我国经济持续发展的必然要求。中国专利文献“粉煤灰可塑性材料及管材、生产工艺和系统”（CN102660128B）采用未改性粉煤灰填充塑料制备管材；“一种以煤灰渣为主料制造管材的方法”（CN101168268B）；“一种热缩性材料用改性粉煤灰及其制备方法”（CN104119564A）；“一种含有改性粉煤灰的PVC管材及其制备方法”（申请号CN103059457）公开了采用氢氧化钠浸泡，捞出烘干，再加氢氧化铝等无机材料改性。现有公开技术采用未改性粉煤灰直接填充塑料材料制备管材，在降低成本的同时牺牲了复合管材的力学性能为代价；或者是采用高腐蚀性酸和碱处理的方法，对设备要求非常高，也对人身体健康产生极大的危害；同时煤灰改性并不针对塑料，与塑料粘合度不高；现有技术中，煤灰改性的系统是敞开式的，对工作环境的粉尘污染是显然的；另一方面在现有公开技术中还很少利用煤灰填充制备管材，特别是在PVC复合波纹管道中的应用还没有。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题提出了一种改性煤灰PVC复合波纹管及其制备方法，采用改性煤灰有效提升PVC复合波纹管的性能。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种改性煤灰PVC复合波纹管包括内层与外层，内层原料按重量份计包括:PVC树脂粉100份，改性煤灰40～120份、外层原料按重量份计包括：PVC树脂粉100份，改性煤灰20～40份，所述改性煤灰以水溶性酚醛树脂、树脂水乳液为复合改性剂对煤灰进行改性。所述的复合改性剂组成按重量份计为酚醛树脂水溶液：树脂水乳液=25～100：100，重量份计，所述复合改性剂：煤灰为10～50：100。所述内层原料按重量份计还包括：稳定剂1.5～2.5份，润滑剂0.5～2份，增塑剂0.5～1.2份，增韧剂0.5～2份，回料30～80份；所述外层按重量份计还包括：稳定剂2～3份，润滑剂0.5～1.5份，增塑剂0.5～1.2份，熔体强度増加剂0.5～2.5份，增韧剂3～6份。一种制备改性煤灰PVC复合波纹管的方法，包括以下步骤：a改性煤灰制备：按重量份计煤灰：复合改性剂=100：10～50选取煤灰及复合改性剂，加入捏合装置，于常温下捏合混合5～15min；然后再在该捏合机中搅拌的同时，升温到120～150℃干燥、反应；最后冷却到室温得到改性煤灰；b内、外层混合料制备：分别按内层和外层物料配比称好物料加入到高温混合机中，边搅拌边加热至100～120℃，再控制温度在100～120℃下混合5～20min；将上述高温混合物料通过密封管道排入到低温低速混合机中混合、搅拌、冷却，最后冷却到30～60℃停止搅拌，得到外层混合料和内层混合料；c挤出熔融：将内层混合料在第一挤压设备中经熔融、压缩、均化，通过成型模具挤出成熔融状管材A，将外层混合料在第二挤压设备中熔融、压缩、均化，通过成型模具挤出成熔融状管材B；d成型：将熔融状管材A与熔融状管材B移入波纹模具中，波纹状模具挤压熔融态管状材料B成波纹形状，并将外侧和内层挤压熔接在一起，再移入冷却装置，冷却、定型；e切割：根据需要长度进行切割，得到产品。所述的树脂水乳液为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水乳液，氯乙烯-丙烯酸酯共聚物水乳液、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物水乳液、聚氨酯水性乳液中的一种或两种；所述的酚醛树脂水溶液重量百分比为30%～60%、所述的树脂水乳液重量百分比为10%～50%。所述的PVC树脂粉选用通用的悬浮聚合8型（SG-8）或7型（SG-7）树脂中的一种或两种。所述熔体强度増加剂为过氧化苯甲酰、双马来酰胺、二硫代四甲基秋兰姆、三烯丙基异三聚氰酸酯、巯基丙基三甲氧基硅烷、5-巯基丙基三乙氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种；所述稳定剂选用无铅的环保PVC钙锌复合稳定剂、稀土稳定剂中的一种或两种；所述润滑剂选用聚乙烯蜡（PE-WAX）、硬脂酸钙、氯化聚乙烯蜡、石蜡、脂肪酸醇、脂肪酰胺中的一种或两种；增塑剂选用环氧大豆油、花生油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、低分子量液体聚酯中的一种或两种；特别的低分子量液体聚酯来自于聚酯瓶如矿泉水瓶、饮料瓶、食物油桶的裂解产物；所述增韧剂选用氯化聚乙烯、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯化丁基橡、热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物，丙烯酸酯类橡胶中的一种或两种。所述的内层挤压设备的温度参数为：输送段140℃、压缩段180℃、熔融段220℃、均化段210℃。外层挤压设备的温度参数为：输送段160℃、压缩段200℃、熔融段220℃、均化段210℃。所述的波纹模具温度为120～180℃。所述的成型模具的断面为含有两个同心圆环缝组成的整体结构，更换大小不同尺寸的圆环缝的模具，可以得到直径和壁厚尺寸不同的波纹管。所述的酚醛树脂水溶液，采用苯酚、甲醛为原料，以氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钡等为催化剂合成得到。所述的树脂水乳液为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水乳液，氯乙烯-丙烯酸酯共聚物水乳液、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物水乳液、聚氨酯水性乳液中的一种或两种。所述的酚醛树脂水溶液重量百分比为30%-60%；所述的树脂水乳液重量百分比为10%-50%。树脂水乳液是以OP-10，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，聚氧乙烯醚为表面活性剂形成的乳液，再加树脂单体和引发剂聚合得到。回料选用回收的PVC管材，或生产过程中产生的废料和下脚料，经过粗破碎，再磨粉制得。本专利技术具有以下优点：1.所采用的煤灰采用水溶性酚醛树脂、水溶性共聚物作为改性处理剂，成本低，避免采用昂贵的偶联剂；不含有毒有害得有机溶剂，以及腐蚀性极强的强酸强碱。原料间的输送采用密封管道，改善工作环境，减少环境污染；2.采用较高浓度的树脂溶液和用量，以及采用捏合机进行捏合再干燥反应的方法，使得混合更加均匀，表面涂覆更佳，树脂与煤灰的接触更牢固，同时改性流程缩短、效率提高；3.增塑剂选用低分子量液体聚酯，低分子量液体聚酯来自于聚酯瓶如矿泉水瓶、饮料瓶、食物油桶的裂解产物，产品原料价格低廉；4.经过改性后的煤灰能提高在PVC树脂中的填充量，性能更优；采用来自废弃聚酯裂解的低分子量聚酯以及PVC管材，或生产过程中产生的废料和下脚料作为回料，具有变废为宝，实现资源的循环利用，并能有效降低成本；5.由两台挤压设备组成复合机，将内层和外层的两种材料进行熔融复合，有效提升了生产效率；6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性煤灰PVC复合波纹管包括内层与外层，其特征在于：内层原料按重量份计包括: PVC树脂粉100份，改性煤灰40～120份、外层原料按重量份计包括：PVC树脂粉100份，改性煤灰20～40份，所述改性煤灰以酚醛树脂水溶液、树脂水乳液为复合改性剂对煤灰进行改性。

【技术特征摘要】
1.一种改性煤灰PVC复合波纹管，包括内层与外层，其特征在于：内层原料按重量份计包括:PVC树脂粉100份，改性煤灰40～120份、外层原料按重量份计包括：PVC树脂粉100份，改性煤灰20～40份，所述改性煤灰以酚醛树脂水溶液、树脂水乳液为复合改性剂对煤灰进行改性，所述的复合改性剂组成按重量份计为酚醛树脂水溶液：树脂水乳液=25～100：100，按重量份计，所述复合改性剂：煤灰为10～50：100，所述的树脂水乳液为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水乳液，氯乙烯-丙烯酸酯共聚物水乳液、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物水乳液、聚氨酯水性乳液中的一种或两种；所述的酚醛树脂水溶液重量百分比为30%～60%、所述的树脂水乳液重量百分比为10%～50%。2.根据权利要求1所述的一种改性煤灰PVC复合波纹管，其特征在于，所述内层原料按重量份计还包括：稳定剂1.5～2.5份，润滑剂0.5～2份，增塑剂0.5～1.2份，增韧剂0.5～2份，回料30～80份；所述外层按重量份计还包括：稳定剂2～3份，润滑剂0.5～1.5份，增塑剂0.5～1.2份，熔体强度増加剂0.5～2.5份，增韧剂3～6份。3.根据权利要求1要求所述的一种改性煤灰PVC复合波纹管，其特征在于：所述的PVC树脂粉选用通用的悬浮聚合8型（SG-8）或7型（SG-7）树脂中的一种或两种。4.一种制备权利要求1至3任一所述的改性煤灰PVC复合波纹管的方法，其特征在于，包括以下步骤：a改性煤灰制备：按重量份计煤灰：复合改性剂=100：10～50选取煤灰及复合改性剂，加入捏合装置，于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建军，张明，何德水，
申请(专利权)人：四川议中新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51