一种旱改厕专用管材制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种旱改厕专用管材及制备方法，所述旱改厕管材是由以下重量份的组分组成的：改性聚乙烯尼龙混合物100份、偶联剂3‑10份、无机刚性粒子3‑10份、碳黑母料2‑6份、增韧剂2‑5份。其制备工艺为：将上述各组分在高速混合机中80‑90℃下混合均匀，在冷混机中冷却至25‑45℃混合均匀后，通过单螺杆挤出生产管材，经模块成型、真空定型、冷却成型后；定长切割包装。该管材由于采用了尼龙与聚乙烯共混改性以及刚性粒子的使用很好的解决了刚韧平衡的问题，即管材在具有高环刚度的同时，又具有较高韧性。

Preparation of a special pipe for toilet modification

The invention discloses a dry toilet pipe and a preparation method thereof, wherein the dry latrines pipe is composed of the following components in part by weight: polyethylene modified nylon 100 mixture, coupling agent 3 10 copies, 10 copies of the 3 rigid inorganic particles, carbon black masterbatch 2 6, toughening agent 2 5. The preparation process is as follows: the components in a high-speed mixer 80 90 DEG C mixed evenly, in cold mixer cooling to 25 DEG C 45 mixed evenly, production tubing through single screw extrusion molding, vacuum molding, the module cooling after molding; fixed length cutting and packing. Because of the blending modification of nylon and polyethylene and the use of rigid particles, the rigid and tough balance problem is solved well, that is, the tube has high ring stiffness and high toughness.

【技术实现步骤摘要】
一种旱改厕专用管材制备工艺
本专利技术涉及一种聚乙烯/尼龙66组合物，属于改性高分子材料领域。
技术介绍
旱改厕专用管材是以聚乙烯或聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量的助剂，经挤出成型，管材。具有重量轻、阻力小、抗压强度高、耐腐蚀、施工方便等优点。目前，在实际生产中管材环刚度与韧性往往存在矛盾，很难掌握环刚度与韧性的平衡性，聚乙烯树脂韧性好但刚性差，聚氯乙烯环刚度高但韧性差，聚乙烯在施工过程中经常出现出现埋深压扁而聚氯乙烯尤其在冬天施工时出现脆性破坏严重等问题。旱改厕管材的使用条件较为恶劣，需要管材有高的刚度、优良的抗压强度、耐磨性以及耐温性和耐溶性，为了安装方便还需要质量轻、阻力小。CN1986627A公开了一种聚丙烯复合材料，原料包括聚丙烯、聚乙烯、无机刚性粒子、增韧剂、偶联剂、接枝相容剂。将无机刚性粒子与偶联剂在80-120℃下混合1-10分钟，加入接枝相容剂搅拌1-8分钟；将上述混合物与聚丙烯、聚乙烯和增韧剂进行混合，在160-250℃下经双螺杆挤出机挤出造粒。聚丙烯刚性虽稍高于聚乙烯，但仍达不到要求。且其室温或低温环境下由于本身的分子结构规整度高，所以抗冲击强度较差，其耐寒性较差，低温环境下容易开裂。PA66是十分常用的极性聚合物材料，其具有高的刚性和强度，且耐韧、耐冲击性特优，自润性、耐磨性佳、耐药品性优，低温特性佳，还具有优良的加工特性，上述特性使PA66能够适用于北方旱改厕温度低、腐蚀强烈的苛刻环境，且其具有自润型方便安装，但其吸水性较大，因而尺寸稳定性较差。聚乙烯是非极性材料，与PA66共混改性得到的聚合物合金兼备两者的优点，具有高的刚性和优良的韧性和其他优良特性，解决了PA66吸水性较大的问题。目前，聚乙烯和PA66的共混改性方法大多需要对聚乙烯进行接枝处理，引入极性基团。宋波用碳酸钙刚性粒子和马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物改性尼龙6，通过双螺杆挤出机共混改性。制备得PA6/填料/POE-g-MAH复合材料。现有技术在用刚性粒子、非极性聚烯烃和极性聚酰胺共混改性时需要给聚烯烃接枝极性官能团或添加接枝相容剂。因此，开发一种操作简便、快速高效的同时增强聚合物刚性和韧性的改性方法十分必要。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术针对聚合物改性中刚度和韧性的平衡性，提供了一种旱改厕专用管材制备方法。本专利技术的目的之一在于提供一种旱改厕专用管材，所述管材具有高环刚度的同时，又具有较强的韧性，耐腐蚀性好且质轻便于安装。本专利技术的目的之二在于提供一种旱改厕专用管材的制备方法，所述制备方法可以简便、快速地制备所述管材。为实现上述技术目的，具体地，本专利技术涉及以下技术方案：一种旱改厕专用管材，是由以下重量份的组分制成的：聚乙烯和尼龙的混合物100份、表面活性剂6～8份、无机刚性粒子5～7份、炭黑母料3份。优选的，是由以下重量份的组分制成的：聚乙烯和尼龙的混合物100份、偶联剂7～8份、刚性粒子6～7份、炭黑母料3份；其中，聚乙烯和尼龙的混合物中，高密度聚乙烯占总重量的40～90％，尼龙占总重量的10～60％。进一步地，所述尼龙为PA66进一步地，所述刚性粒子为无机刚性粒子碳酸钙、滑石粉、红泥。优选地，所述无机刚性粒子为纳米级，粒径范围在0.001-1um。进一步地，所述表面活性剂为增溶剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或它们的混合物。所述增溶剂为马来酸酐接枝聚乙烯。所述硅烷偶联剂可为长链烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、双-[Y-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷。所述铝酸酯偶联剂为SG-Al821(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF或防沉降性铝酸酯ASA。所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂或单烷氧基焦磷酸酯型。一种旱改厕专用管材的制备工艺，包括以下步骤：(1)按配方中各组分的份数称取聚乙烯、尼龙、偶联剂、无机刚性粒子、炭黑母料，在加热条件下混合均匀；(2)将上述混合物进行冷混处理，后投入干燥料仓中用单螺杆设备挤出管材；(3)挤出的管材经成型模块、真空定型、冷却成型、定长切割、包装。进一步地，步骤(1)中加热温度为80-90℃。进一步地，步骤(2)中冷混处理的温度为25-45℃。进一步地，步骤(2)中单螺杆设备的工艺参数选择如下：机身温度：140～195℃，合流芯温度：170～160℃，机头温度：185～200℃；主机一转速：10～100转/分，主机二转速：10～100转/分。优选的，步骤(2)中单螺杆设备的工艺参数为：机身温度：185～190℃，合流芯温度：170～160℃，机头温度：185～200℃；主机一转速：20～60转/分，主机二转速：20～40转/分。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的旱改厕专用管材制备方法操作简单，无需对聚乙烯进行接枝处理，直接将各原料混合、由单螺杆挤出机挤出即得，快速高效，降低了制作成本。(2)本专利技术提供的旱改厕专用管材同时具有高刚性和良好的韧性，质轻，阻力小便于安装和机械加工，耐腐蚀、耐化性好，低温环境下也能保持优良的机械性能。(3)本专利技术中偶联剂的非极性一端包覆于无机刚性粒子表面，极性一端与表面具有强极性官能团的炭黑粒子相连，形成模量梯度的过渡层。相对于仅用偶联剂在无机离子表面缠结得到的表面包覆柔性界面层的无机刚性粒子，本专利技术的过渡层结构有利于应力传递，进一步增强材料的拉伸强度和弯曲模量。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。诚如
技术介绍
中所述的，现有技术制备的旱改厕管材刚性和韧性不能兼备，或是制备过程较为复杂。因此本专利技术着重公开一种工序简单、经济高效的制备方法。本专利技术的一个实施例中公开了一种旱改厕专用管材，由以下重量份的组分制成：聚乙烯和尼龙的混合物100份、偶联剂6～8份、无机刚性粒子5～7份、炭黑母料2-4份。优选的，是由以下重量份的组分制成的：聚乙烯和尼龙的混合物100份、偶联剂7～8份、无机刚性粒子6～7份、炭黑母料3份；其中，聚乙烯和尼龙的混合物中，高密度聚乙烯占总重量的40～90％，尼龙占总重量的10～60％。本专利技术所述旱改厕专用管材制备方法中，偶联剂的添加量为6-8份。偶联剂的用量对共混体系的性能影响很大，偶联剂的加入使共混体系粘度下降，流动性变好，使共混材料的综合性能得到改善，偶联剂含量过少不足以覆盖满全部填料表面，就不能形成充分的偶联结构；偶联剂含量过高，其提供的有效物理缠结点数目饱和，继续增大偶联剂含量共混体系的扭矩变化不大，过量偶联剂除在填料粒子表面覆盖分子层外，还会形成多层物理吸附层，即界面薄弱层，反而造成材料的强度下降，另外过多的偶联剂在共混过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旱改厕专用管材，其特征在于是由以下重量份的组分制成的：聚乙烯和尼龙的混合物100份、偶联剂6～8份、无机刚性粒子5～7份、炭黑母料2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种旱改厕专用管材，其特征在于是由以下重量份的组分制成的：聚乙烯和尼龙的混合物100份、偶联剂6～8份、无机刚性粒子5～7份、炭黑母料2-4份。2.如权利要求1所述的旱改厕专用管材，其特征在于是由以下重量份的组分制成的：聚乙烯和尼龙的混合物100份、偶联剂7～8份、无机刚性粒子6～7份、炭黑母料3份。3.如权利要求1或2所述的旱改厕专用管材，其特征在于：聚乙烯和尼龙的混合物中，聚乙烯占总重量的40～90％，尼龙占总重量的10～60％。4.如权利要求3所述的旱改厕专用管材，其特征在于：聚乙烯和尼龙的混合物中，聚乙烯占总重量的70％，尼龙占总重量的30％。5.如权利要求1所述的旱改厕专用管材，其特征在于：所述偶联剂为增溶剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或它们的混合物。6.如权利要求1所述的旱改厕专用管材，其特征在于：所述无机刚性粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建龙，
申请(专利权)人：山东中海塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37