碳纖維增強(qiáng)hdpe雙壁纏繞管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及管材，特別設(shè)及一種碳纖維增強(qiáng)皿PE雙壁纏繞管的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高密度聚乙締（皿陽）雙壁纏繞管W高密度聚乙締為主要原料，經(jīng)擠出成型為方 管后，再經(jīng)纏繞、烙接的工序制作而成的一種管壁成方孔的螺旋狀纏繞管，其軸向管壁截面 為雙壁工字形，內(nèi)壁致密光滑，中空，管材本身質(zhì)量輕而強(qiáng)度高。由于其獨(dú)特的成型工藝，可 生產(chǎn)口徑達(dá)3000mm的大口徑管材。作為一種新型的化學(xué)建材，皿PE雙壁纏繞管具有重量 輕、耐腐蝕、管壁光滑、過流能力大、密封性能好、使用壽命長、運(yùn)輸安裝方便及施工速度快 等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于市政、工業(yè)、民用和公共建筑的雨污水排放。
[0003] 蠕變是塑料管道損壞的一種表現(xiàn)形式。蠕變是塑料管道在保持應(yīng)力不變的條件 下，應(yīng)變隨時(shí)間延長而增加的現(xiàn)象。它與管道的彈性變形不同，彈性變形通常在應(yīng)力超過彈 性極限之后才出現(xiàn)，而蠕變只要應(yīng)力的作用時(shí)間相當(dāng)長，它在應(yīng)力小于彈性極限時(shí)也能出 現(xiàn)。特別是在渺泥、渺泥質(zhì)上、沖填上、濕陷性上、軟上、膨脹巖上、多年凍上、鹽潰巖上等不 良工程地質(zhì)地區(qū)，由于地層的移動或變形會使得管道系統(tǒng)的局部承受的應(yīng)力更高、時(shí)間更 長，產(chǎn)生應(yīng)力會使熱塑性塑料管道系統(tǒng)發(fā)生蠕變，當(dāng)蠕變到一定然后屈服或引發(fā)并形成裂 紋，或加速原有裂紋擴(kuò)張速度。因此在不良工程地質(zhì)環(huán)境地區(qū)，塑料排水管道原料除了要具 備高的彈性模量和好的柔初性外，還應(yīng)具有耐蠕變性能，W提供足夠的安全使用性能和長 期的使用壽命。
[0004] 一般情況下，通過添加玻璃纖維或者無機(jī)粉體填料（碳酸巧、滑石粉等）到皿PE 管材樹脂基體中，可W有效地增加管材的剛性、耐蠕變性能。由于玻璃纖維和無機(jī)粉體都屬 于無機(jī)材料，與皿PE有機(jī)樹脂基體之間的相容性比較差。隨著添加量，管材的脆性明顯增 加，表現(xiàn)為管材的環(huán)柔性差、拉伸強(qiáng)度低。運(yùn)些缺陷都限制了玻璃纖維和無機(jī)粉體填料在管 材上的實(shí)際應(yīng)用。 陽0化]碳纖維是近代發(fā)展起來的一種增強(qiáng)材料，具有高比強(qiáng)度和高比模量W及較高的抗 蠕變性且耐疲勞、耐腐蝕，已成為最重要的增強(qiáng)材料之一，廣泛應(yīng)用于制備纖維增強(qiáng)樹脂基 材料。碳纖維由有機(jī)纖維或低分子控氣體原料在氣氛中經(jīng)高溫碳化而成的纖維狀化合物。 其主要成分是碳，相對玻璃纖維和無機(jī)粉體來說，與皿PE樹脂的碳-碳分子鏈有著更好的 相容性。經(jīng)過一定的表面改性，碳纖維與有機(jī)樹脂基體的浸潤性進(jìn)一步提高，形成較強(qiáng)的界 面結(jié)合力，充分發(fā)揮其增強(qiáng)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種碳纖維增強(qiáng)皿PE雙壁纏繞管的 制作方法及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：一種碳纖維增強(qiáng)皿PE雙壁纏繞管的制作方法，包括 W下步驟：
[0008] I. 1、由W下重量份含量的物質(zhì)制備高密度聚乙締混合料：
[0009] 高密度聚乙婦 100份 過氧化物引發(fā)劑0 02-2份 多官能團(tuán)單體 化2-5份 高分子相容劑 2-10份 抗氧劑 0.05-0.5驚 陽010] 1. 2、由W下重量份含量的物質(zhì)制備改性碳纖維： W11] 碳纖維 100份
[0012] 硅烷偶聯(lián)劑0.5-5份
[0013] 1. 3、將高密度聚乙締混合料與改性碳纖維按80-99. 9:0. 1-20的重量配比通過雙 螺桿擠出機(jī)反應(yīng)共擠，經(jīng)模具擠出和真空定型，得到碳纖維增強(qiáng)皿PE中空方管；
[0014] 1. 4、將碳纖維增強(qiáng)皿PE中空方管經(jīng)螺旋纏繞和塑料熱烙膠焊接制作成碳纖維增 強(qiáng)皿陽雙壁纏繞管。
[0015] 所述的雙螺桿擠出機(jī)的長徑比> 28:1，反應(yīng)共擠溫度控制在90-260°C，轉(zhuǎn)速控制 在120-1200轉(zhuǎn)/分鐘，物料在螺桿擠出機(jī)中停留時(shí)間控制在0. 1-10分鐘。
[0016] 所述高密度聚乙締的烙融指數(shù)為0. 05-20g/10min(190度，2. 1化g)。
[0017] 所述過氧化物引發(fā)劑選自過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酯、過鄰苯二甲酸二叔 下醋、2, 5-二甲基-2, 5二叔下基過氧化乙燒、2, 5-二甲基-2, 5二苯甲酯過氧基乙燒、 2, 5-二甲基-2, 5二叔下基過氧化-3-乙烘、1，1-二過氧化叔下基-3, 3, 5-=甲基環(huán)己燒 中的一種或多種的混合物。
[0018] 所述多官能團(tuán)單體選自硫脈、馬來酸二締丙醋、二乙締基苯、二乙二醇二丙締酸 醋、=丙二醇二丙締酸醋、=徑甲基丙烷=丙締酸醋、氯脈酸=締丙醋、憐酸=締丙醋、二甲 基丙締酸醋或亞油酸=甘醋中的一種或多種的混合物。
[0019] 所述高分子相容劑選自馬來酸酢接枝聚乙締、馬來酸酢接枝聚丙締、甲基丙締酸 縮水甘油醋接枝聚乙締、丙締酸接枝聚乙締、硅烷接枝聚乙締、乙締-醋酸乙締脂共聚物、 乙締-乙締醇共聚物、乙締-丙締酸醋共聚物、乙締丙締酸共聚物中的一種或多種的混合 物。
[0020] 所述抗氧劑選自硫代二丙酸雙月桂醋、S化4-二叔下基苯基）亞憐酸醋、四 巧-(3, 5-二叔下基-4-徑苯基）丙酸]季戊醇醋、0 -(3, 5-二叔下基-4-徑基苯基）丙酸 十八碳醇醋、1，3, 5-S化5-二叔下基-4-徑基芐基）-1，3, 5-S嗦-2, 4, 6 (1H，3H，5H) -S 酬、3-(3, 5-二叔下基-4-徑基苯基）丙酸正十八燒醇醋中的一種或多種的混合物。
[0021] 所述硅烷偶聯(lián)劑選自乙締基=乙氧基硅烷、乙締基=甲氧基硅烷、乙締基= (2-甲氧乙氧基）硅烷、1，3, 5, 7-四乙締基-1，3, 5, 7-四甲基環(huán)四硅氧烷、乙締基=下酬朽 基硅烷中的一種或多種的混合物。
[0022] 本發(fā)明的碳纖維增強(qiáng)皿PE雙壁纏繞管由于采用了碳纖維增強(qiáng)高密度聚乙締，纏 繞管管道中空方管處的抗蠕變性、模量、抗沖擊、抗劃痕、抗慢速裂紋擴(kuò)展性、抗環(huán)境應(yīng)力開 裂性及耐高溫性得到的極大的提升；同時(shí)雙壁纏繞管道整體具有足夠的縫拉伸強(qiáng)度，有效 的提高了管道的整體性能。
[0023] 本發(fā)明的方法制作工藝容易控制，碳纖維與聚乙締界面相容性好。擠出定型過程 中，在聚乙締/碳纖維復(fù)合材料中加入與碳纖維有良好相容性的高分子反應(yīng)相容劑，改善 了聚乙締和碳纖維的界面相容性，得到的碳纖維增強(qiáng)聚乙締方管具有抗蠕變、高強(qiáng)度、高初 性、高耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、耐磨、耐高溫等性能，擴(kuò)大了材料的應(yīng)用范圍。
【具體實(shí)施方式】 陽〇24] 實(shí)施例1
[00巧]由W下重量份含量的物質(zhì)制備高密度聚乙締混合料：高密度聚乙締100份， 2, 5-二甲基-2, 5二叔下基過氧化乙燒1份，硫脈3份，丙締酸接枝聚乙締5份，硫代二丙酸 雙月桂醋0. 3份；另外由W下重量份含量的物質(zhì)制備改性碳纖維：碳纖維100份，乙締基= 乙氧基硅烷3份。
[00%] 在制作時(shí)，先將高密度聚乙締混合料與改性碳纖維按90:10的重量配比通過雙螺 桿擠出機(jī)反應(yīng)共擠，經(jīng)模具擠出和真空定型，得到碳纖維增強(qiáng)皿PE中空方管；再將碳纖維 增強(qiáng)