一种聚苯乙烯塑料管材及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚苯乙烯塑料管材及制备方法，由以下重量份数的原料组成：聚苯乙烯100份、顺丁橡胶10‑20份、碳化硅纤维1‑3份、芳纶纤维1‑3份、贝壳粉3‑5份、纳米碳酸钙10‑20份、增塑剂0.5‑1.5份、偶联剂0.5‑2份、改性助剂0.5‑1.5份、加工助剂1‑2份和稳定剂0.5‑1.5份；所述改性助剂由重量比为1:1‑2的八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸‑马来酸酐共聚物组成。本发明专利技术制备的聚苯乙烯塑料管材具有高强度、高韧性、抗冲击性能强、耐磨、耐候、耐热、不易变形、稳定性好、耐老化等优点，加工性能好，工艺简单，成本降低低廉，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯乙烯塑料管材及制备方法
本专利技术属于塑料
，具体是涉及一种聚苯乙烯塑料管材及制备方法。
技术介绍
塑料管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，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、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。，近几年以聚乙烯管(PE)、聚丙烯管(PP)、聚丁烯管(PB)、聚苯乙烯管(PS)及铝塑复合管(PAP)、聚氯乙烯管（PVC）等为主的给排水管材销售量提升较快。当今运用聚苯乙烯树脂制备的塑料管材相应也存在耐热性差，在光照条件下易老化、变形、易脆、管材刚性柔性较低、力学性能不足等问题，从而限制了聚苯乙烯管材的应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种优异的力学性能和韧性、耐候性、耐热性、耐冲击、加工性好、成本较低的聚苯乙烯塑料管材。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种聚苯乙烯塑料管材，由以下重量份数的原料组成：聚苯乙烯100份、顺丁橡胶10-20份、碳化硅纤维1-3份、芳纶纤维1-3份、贝壳粉3-5份、纳米碳酸钙10-20份、增塑剂0.5-1.5份、偶联剂0.5-2份、改性助剂0.5-1.5份、加工助剂1-2份和稳定剂0.5-1.5份；所述改性助剂由重量比为1:1-2的八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸-马来酸酐共聚物组成。进一步地，所述加工助剂由质量比为1-3:1的氧化聚乙烯蜡和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。进一步地，所述增塑剂由质量比为1:1-3的邻苯二甲酸二正辛酯和二甲基硅油组成。进一步地，所述偶联剂由1-3:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和环氧丙基三乙氧基硅烷组成。进一步地，所述稳定剂由2-3:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。本专利技术所述聚苯乙烯塑料管材的制备方法，包括如下步骤：（1）在碳化硅纤维、芳纶纤维、贝壳粉、纳米碳酸钙中加入改性助剂，再加入50-100份的水，搅拌20-30min，得改性物料；（2）在改性物料中加入聚苯乙烯和顺丁橡胶，搅拌混合均匀后，再加入增塑剂、偶联剂、改性助剂、加工助剂和稳定剂，搅拌10-20min充分混合均匀，得混合料；（3）将混合料加热至180-210℃经挤出机上熔融挤出进入到管道模具，冷却定型，脱模，即得聚苯乙烯塑料管材。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果为：1、本专利技术采用独特的原料配方及各组分的协调作用，制备的聚苯乙烯塑料管材具有高强度、高韧性、抗冲击性能强、耐磨、耐候、耐热、不易变形、稳定性好、耐老化等优点，加工性能好，工艺简单，成本降低低廉，具有很好的应用前景。2、本专利技术以八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸-马来酸酐共聚物作为无机颜料的改性助剂，由于八苯基笼形倍半硅氧烷分子含有硅和多个有机基团，可以通过形成共价键与基体表面结合，丙烯酸-马来酸酐共聚物对无机颜料具有很强的分散作用，与有机颜料具有良好的相容性和协同增效作用，因此不仅可提高材料表面的耐热性、抗氧化性、阻燃性和耐磨性，还能提高塑料管材的强度和韧性。3、本专利技术以贝壳粉为原料扩宽了贝壳的产业链，贝壳粉对大肠杆菌有极强的抗菌和杀菌作用，另外对沙门氏菌、黄色葡萄糖菌也有显著效果，贝壳粉还可能吸收空气中的甲醛、苯、异味等有害物质。4、本专利技术配方还加入碳化硅纤维和芳纶纤维不仅达到增强补韧的效果，还能提高塑料管材的耐高温、抗老化、耐候性等。5、本专利技术使用的稳定剂提高塑料管材各组分之间的相容性，及提高塑料管的耐候性和耐热性。本专利技术使用的增塑剂和加工助剂可以改善聚苯乙烯塑料管材的加工性能，提高制品的光洁度和加工分散性。6、本专利技术采用甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和环氧丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，是一种具有羟基、羧基、羰基等多种活性基团的有机物，自身可形成网络结构，网络结构中的活性基团可与树脂的作用，形成双重网络结构，提高了交联度和补强，改善提高聚苯乙烯管材的综合力学性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不限制本专利技术的范围及其应用。实施例1一种聚苯乙烯塑料管材，由以下重量份数的原料组成：聚苯乙烯100份、顺丁橡胶15份、碳化硅纤维2.5份、芳纶纤维1.5份、贝壳粉4份、纳米碳酸钙15份、增塑剂2份、偶联剂1.5份、改性助剂1份、加工助剂1.5份和稳定剂1.5份。所述改性助剂由重量比为1:1的八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸-马来酸酐共聚物组成。所述加工助剂由质量比为2:1的氧化聚乙烯蜡和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。所述增塑剂由质量比为1:1的邻苯二甲酸二正辛酯和二甲基硅油组成。所述偶联剂由2:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和环氧丙基三乙氧基硅烷组成。所述稳定剂由2:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。所述聚苯乙烯塑料管材的制备方法，包括如下步骤：（1）在碳化硅纤维、芳纶纤维、贝壳粉、纳米碳酸钙中加入改性助剂，再加入80份的水，搅拌25min，得改性物料；（2）在改性物料中加入聚苯乙烯和顺丁橡胶，搅拌混合均匀后，再加入增塑剂、偶联剂、改性助剂、加工助剂和稳定剂，搅拌15min充分混合均匀，得混合料；（3）将混合料加热至200℃经挤出机上熔融挤出进入到管道模具，冷却定型，脱模，即得聚苯乙烯塑料管材。实施例2一种聚苯乙烯塑料管材，由以下重量份数的原料组成：聚苯乙烯100份、顺丁橡胶20份、碳化硅纤维1份、芳纶纤维3份、贝壳粉5份、纳米碳酸钙10份、增塑剂0.5份、偶联剂2份、改性助剂0.5份、加工助剂2份和稳定剂1份。所述改性助剂由重量比为1:2的八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸-马来酸酐共聚物组成。所述加工助剂由质量比为1:1的氧化聚乙烯蜡和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。所述增塑剂由质量比为1:1的邻苯二甲酸二正辛酯和二甲基硅油组成。所述偶联剂由3:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和环氧丙基三乙氧基硅烷组成。所述稳定剂由3:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。所述聚苯乙烯塑料管材的制备方法，包括如下步骤：（1）在碳化硅纤维、芳纶纤维、贝壳粉、纳米碳酸钙中加入改性助剂，再加入50份的水，搅拌30min，得改性物料；（2）在改性物料中加入聚苯乙烯和顺丁橡胶，搅拌混合均匀后，再加入增塑剂、偶联剂、改性助剂、加工助剂和稳定剂，搅拌20min充分混合均匀，得混合料；（3）将混合料加热至210℃经挤出机上熔融挤出进入到管道模具，冷却定型，脱模，即得聚苯乙烯塑料管材。实施例3一种聚苯乙烯塑料管材，由以下重量份数的原料组成：聚苯乙烯100份、顺丁橡胶10份、碳化硅纤维3份、芳纶纤维2份、贝壳粉4份、纳米碳酸钙20份、增塑剂1.5份、偶联剂1份、改性助剂1.0份、加工助剂1.5份和稳定剂1.5份。所述改性助剂由重量比为1:1的八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸-马来酸酐共聚物组成。所述加工助剂由质量比为2:1的氧化聚乙烯蜡和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。所述增塑剂由质量比为1:2的邻苯二甲酸二正辛酯和二甲基硅油组成。所述偶联剂由1:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和环氧丙基三乙氧基硅烷组成。所述稳定剂由2:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。所述聚苯乙烯塑料管材的制备方法，包括如下步骤：（1）在碳化硅纤维、芳纶纤维、贝壳粉、纳米碳酸钙中加入改性助剂，再加入70份的水，搅拌25min，得改性物料；（2）在改性物料中加入聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯乙烯塑料管材，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：聚苯乙烯100份、顺丁橡胶10‑20份、碳化硅纤维1‑3份、芳纶纤维1‑3份、贝壳粉3‑5份、纳米碳酸钙10‑20份、增塑剂0.5‑1.5份、偶联剂0.5‑2份、改性助剂0.5‑1.5份、加工助剂1‑2份和稳定剂0.5‑1.5份；所述改性助剂由重量比为1:1‑2的八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸‑马来酸酐共聚物组成。

【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯塑料管材，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：聚苯乙烯100份、顺丁橡胶10-20份、碳化硅纤维1-3份、芳纶纤维1-3份、贝壳粉3-5份、纳米碳酸钙10-20份、增塑剂0.5-1.5份、偶联剂0.5-2份、改性助剂0.5-1.5份、加工助剂1-2份和稳定剂0.5-1.5份；所述改性助剂由重量比为1:1-2的八苯基笼形倍半硅氧和丙烯酸-马来酸酐共聚物组成。2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯塑料管材，其特征在于：所述加工助剂由质量比为1-3:1的氧化聚乙烯蜡和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。3.根据权利要求1所述的聚苯乙烯塑料管材，其特征在于：所述增塑剂由质量比为1:1-3的邻苯二甲酸二正辛酯和二甲基硅油组成。4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯塑料管...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾冬梅，
申请(专利权)人：曾冬梅，
类型：发明
国别省市：广西,45