CN109401169A - 一种pert-ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体及其制备方法 - Google Patents

一种pert-ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PERT‑Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体，其原料按照重量份数计算包括如下各组分：载体：70‑85份，珠光金粉：10‑20份，加工助剂：10‑22份，表面活性剂：6‑10份；其中，所述载体为高密度聚乙烯共聚而成的耐热聚乙烯；本发明与现有技术相比，具有防锈蚀、抗菌、耐水解、绝缘性良好及装饰美观不褪色等特点，且成本低廉，加工和施工工艺方便等优点；通过加入助剂的引入，起到了同位包覆的作用，使通过本染色体加工制得的管材在吸收不同波长光线的情况下，不破坏珠光金的有序排列，充分呈现珠光金的耐高温、耐光照、耐酸碱和不变色等性能特性。

Description

一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料管材的原料加工技术领域，具体涉及一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体及其制备方法。
背景技术
近几十年来，随着PERT-Ⅱ型管材的不断发展，其性能不断优化，广泛地应用于市政工程、燃气输送、建筑物和船舶等给排水工程中。而对于船舶给排水工程，PERT-Ⅱ型管材可应用于船舶生活区上层建筑内冷热水输送管系、饮用水的输送管系、生活污水的排放管系、压载舱压载水管系、舱底水管系和透气管系等***，长期在海洋上行驶的船舶，由于海水呈碱性且里面具有许多微生物和细菌，环境复杂，因管材的原料性能因素会导致普通的PERT-Ⅱ型珠光金管材快速的被腐蚀，严重缩短了其使用寿命，且普通的PERT-Ⅱ型珠光金管材在抗菌、耐酸碱及不褪色等各项性能不能满足要求。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体，以解决现有技术中，因管材的原料性能因素会导致管材快速的被腐蚀，严重缩短了其使用寿命，且管材在抗菌、耐酸碱及不褪色等各项性能不能满足要求的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体，其原料按照重量份数计算包括如下各组分：
载体：70-85份；
珠光金粉：10-20份；
加工助剂：10-22份；
表面活性剂：6-10份；
其中，所述载体为高密度聚乙烯和丁烯共聚而成的耐热聚乙烯。
进一步，所述加工助剂为聚乙烯蜡、复配剂和二氧化硅中的至少一种。
进一步，所述表面活性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
同时配合一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥；
2)将各组分按所述配比称量好后投放到密炼机中进行密炼；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布。
进一步，所述混炼挤出工艺中的挤出温度为第一段温度为：80～90℃，第二段温度为：110～120℃，第三段温度为：150～160℃，第四段温度为：180～190℃；通过此四个温度段的设置为了提高各组分的相溶性和分散性，且不改变其分子结构。
进一步，所述过磁工序中的磁感应强度为5000-9000Gs；磁感应强度的范围设置为了将制得的染色体表面粘附的金属屑清理干净。
进一步，所述步骤1)中烘干箱内的工作温度为60℃～80℃，烘干时间为10min～15min；通过烘干箱内的工作温度与烘干时间的配合设置，将表面活性剂和珠光金粉均快速的烘干，避免表面活性剂和珠光金粉中含有水分而影响制备的染色体的性能和外观。
进一步，所述步骤2)中密炼机内的密炼温度为185℃～225℃，密炼时间为20min～30min；通过此温度和时间的设置，使各个组分在密炼机内得到充分的密炼，获得高效的炼胶效果。
进一步，所述步骤3)中单螺杆挤出机采用积木式的螺杆组合，螺杆的长径比为48：1；螺杆在径向旋转过程中，同时做轴向的往复运动。每转动一周，轴向运动一次，由于这种特殊的运动方式，以及混炼螺块和销钉的作用，物料不仅在混炼销钉和不规则梯形混炼块之间被剪切而且被往复输送，物料的逆流运动给径向混合加上了非常有用的轴向混合运动，熔体不断地被切断、翻转、捏合和拉伸，有规律地打断简单的层状剪切混合；由于在径向和轴向上的同时混炼，增强了混炼效果，保证了最佳的分散混合和分布混合，因此均化时间短；螺杆的长径比设置，使扭距在较短的距离上传递，螺杆扭转变形小。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中用于给排水管道的染色体，以高密度聚乙烯和丁烯共聚而成的耐热聚乙烯为载体，珠光金粉作为颜料，配合加工助剂和表面活性剂按照一定的配比经密炼机中密炼混匀，然后通过单螺杆挤出机挤出，减少其剪切力对颜料的影响，达到使染色体具有防锈蚀、抗菌、耐酸碱、绝缘性良好及装饰美观不褪色等特点，且成本低廉，加工和施工工艺方便等优点；
2、本发明中通过加入助剂的引入，起到了同位包覆的作用，使通过本染色体加工制得的管材在吸收不同波长光线的情况下，不破坏珠光金的有序排列，充分呈现珠光金的耐高温、耐光照、耐酸碱和不变色等性能特性；
3、本发明中通过加入助剂的引入，提高了通过本染色体加工制得的管材的力学性能，在温度为95℃，压力为4.0Mpa条件下进行静液压强度测试，其耐压时间约400小时，且静液压状态下的热稳定性高，在温度为110℃，压力为2.4Mpa条件下进行热稳定性试验，在满足国标的8760小时后再将水温升高到115℃后，再持续100小时仍未出现任何渗漏或破裂情况，大大延长了管材的使用寿命；
4、本发明中在混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，是为了提高各组分的相溶性和分散性，且不改变其分子结构；
5、本发明的加工工序中最后采用了过磁工序是为了清除染色体在加工制备的过程中粘附的金属屑，避免在制备管材的过程中，因金属屑的引入而降低管材的分散性和包覆性等性能指标。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体，其原料按照重量份数计算包括如下各组分：
载体：70-85份；
珠光金粉：10-20份；
加工助剂：10-22份；
表面活性剂：6-10份；
其中，所述载体为高密度聚乙烯和丁烯共聚而成的耐热聚乙烯，通过耐热聚乙烯制得的染色体具有耐压强度高，耐高温度能力强的特点；通过珠光金粉作为颜料，首先根据客户对管材颜色的选定，能够赋予管材深厚的层次感及特殊的光泽感，其次在长期在海洋上行驶的船舶，由于海水呈碱性且里面具有许多微生物和细菌，且环境复杂，通过珠光金粉能够提高管材的耐高温、耐光照、耐酸碱、不变色、不迁移和不导电等多种性能。
实施例1
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥，烘干箱内的工作温度为60℃，烘干时间为15min；
2)按重量份数分别称取耐热聚乙烯为70份，珠光金粉为10份，聚乙烯蜡为10份，硅烷偶联剂为6份，然后将称量好的各组分投放到密炼机中密炼20min，密炼机的工作温度为185℃；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工，制得PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，且第一段温度为80℃，第二段温度为：110℃，第三段温度为：150℃，第四段温度为：180℃；其中过磁工序中的磁感应强度为5000Gs。
实施例2
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥，烘干箱内的工作温度为63℃，烘干时间为14.3min；
2)按重量份数分别称取耐热聚乙烯为73份，珠光金粉为12份，复配剂为12份，钛酸酯偶联剂为6份，然后将称量好的各组分投放到密炼机中密炼22min，密炼机的工作温度为192℃；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工，制得PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，且第一段温度为82℃，第二段温度为：112℃，第三段温度为：151℃，第四段温度为：182℃；其中过磁工序中的磁感应强度为5800Gs。
实施例3
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥，烘干箱内的工作温度为66℃，烘干时间为13.7min；
2)按重量份数分别称取耐热聚乙烯为76份，珠光金粉为14份，二氧化硅为14份，钛酸酯偶联剂为7份，然后将称量好的各组分投放到密炼机中密炼24min，密炼机的工作温度为199℃；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工，制得PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，且第一段温度为84℃，第二段温度为：114℃，第三段温度为：153℃，第四段温度为：183℃；其中过磁工序中的磁感应强度为6300Gs。
实施例4
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥，烘干箱内的工作温度为70℃，烘干时间为13min；
2)按重量份数分别称取耐热聚乙烯为78份，珠光金粉为15份，复配剂为8份，二氧化硅为8份，钛酸酯偶联剂为8份，然后将称量好的各组分投放到密炼机中密炼25min，密炼机的工作温度为205℃；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工，制得PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，且第一段温度为85℃，第二段温度为：115℃，第三段温度为：155℃，第四段温度为：185℃；其中过磁工序中的磁感应强度为7000Gs。
实施例5
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥，烘干箱内的工作温度为74℃，烘干时间为12min；
2)按重量份数分别称取耐热聚乙烯为80份，珠光金粉为17份，复配剂为9份，聚乙烯蜡为9份，硅烷偶联剂为8份，然后将称量好的各组分投放到密炼机中密炼27min，密炼机的工作温度为213℃；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工，制得PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，且第一段温度为87℃，第二段温度为：117℃，第三段温度为：156℃，第四段温度为：187℃；其中过磁工序中的磁感应强度为7700Gs。
实施例6
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥，烘干箱内的工作温度为77℃，烘干时间为11min；
2)按重量份数分别称取耐热聚乙烯为82份，珠光金粉为19份，二氧化硅为10份，聚乙烯蜡为10份，硅烷偶联剂为9份，然后将称量好的各组分投放到密炼机中密炼29min，密炼机的工作温度为219℃；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工，制得PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，且第一段温度为89℃，第二段温度为：119℃，第三段温度为：158℃，第四段温度为：188℃；其中过磁工序中的磁感应强度为8400Gs。
实施例7
一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥，烘干箱内的工作温度为80℃，烘干时间为10min；
2)按重量份数分别称取耐热聚乙烯为85份，珠光金粉为20份，二氧化硅为7份，复配剂为7份，聚乙烯蜡为8份，钛酸酯偶联剂为10份，然后将称量好的各组分投放到密炼机中密炼30min，密炼机的工作温度为225℃；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工，制得PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布，且第一段温度为90℃，第二段温度为：120℃，第三段温度为：160℃，第四段温度为：190℃；其中过磁工序中的磁感应强度为9000Gs。
本发明中在进行水环热切工序中的剪切刀采用的是“T”型刀，使得切割后的产品合格度高，且剪切效率高；单螺杆挤出机采用积木式的螺杆组合，螺杆的长径比为48：1。
查询制备管材染色体的国家行业标准GB/T28799-2012，得到如表1中的行业标准参数：
表1染色体的各个性能参数指标
项目 参考标准(国标)
分散等级(级) ≦3
相容性(％) ≥95
静液压强度(min) 1000h(3.8Mpa95℃)
静压热稳定性(h) 8760
将实施例1～实施例7制得的染色体按照GB/T28799-2012中的检测方法对上述各个性能参数进行检测得到表2中的数据：
表2实施例1～实施例7制得的染色体的检测数据
将表2中检测的各个数据与表1中的各个性能参数指标进行对比，可以分析出：制得的染色体通过加工助剂聚乙烯蜡、复配剂或二氧化硅的加入配合其制备方法使其具有高分散性能，其分散等级均小于2；因加工助剂的加入起到了同位包覆的作用，使得通过此染色体制备的管材，在吸收不同波长光线的情况下，不破坏珠光金的有序排列，充分呈现珠光金的耐高温、耐光照、耐酸碱和不变色等性能特性；通过本染色体加工制得的管材的力学性能，在温度为95℃，压力为4.0Mpa条件下进行静液压强度测试，其耐压时间约400小时，且静液压状态下的热稳定性高，在温度为110℃，压力为2.4Mpa条件下进行热稳定性试验，在满足国标的8760小时后再将水温升高到115℃后，再持续100小时仍未出现任何渗漏或破裂情况。
通过现有的仪器对通过实施例1～实施例7制得的染色体制备的管材，对其抗菌性、耐水解性、绝缘性、耐高温性、耐光照性和耐酸碱性这些性能指标进行检测，得出防霉菌等级达到0级，对大肠杆菌的平均抗菌率达到了99.97％，对金黄色葡萄球菌的平均抗菌率达到了99.99％，具有良好的抗菌性能；根据相似相容原理，本染色体的各个成分与水不相容，检测到通过此染色体制备的管材平均寿命至少在50年以上，拥有良好的耐水解性能；对其电阻进行检测，其电阻值达到了105Ω，具有良好的抗静电性能；在280℃的环境下，通过此染色体制备的管材还能够进行正常的工作，说明具有良好的耐高温性能，且耐光照等级达到了8级；通过对染色体中的金粉析出进行试验得出：金粉的平均析出量不高于330mg/kg，从而获得良好的耐酸碱性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体，其特征在于，其原料按照重量份数计算包括如下各组分：
载体：70-85份；
珠光金粉：10-20份；
加工助剂：10-22份；
表面活性剂：6-10份；
其中，所述载体为高密度聚乙烯和丁烯共聚而成的耐热聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体，其特征在于：所述加工助剂为聚乙烯蜡、复配剂和二氧化硅中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体，其特征在于：所述表面活性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将表面活性剂、珠光金粉放置到烘干箱内进行干燥；
2)将各组分按所述配比称量好后投放到密炼机中进行密炼；
3)将密炼好的混合物通过双锥强制喂料机加入到单螺杆挤出机后经混炼挤出-水环热切-脱水-烘干-过筛-过磁工序进行加工；其中混炼挤出工艺中的挤出温度采用温度逐级升高的四段式温度分布。
5.根据权利要求4所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，其特征在于：所述混炼挤出工艺中的挤出温度为第一段温度为：80～90℃，第二段温度为：110～120℃，第三段温度为：150～160℃，第四段温度为：180～190℃。
6.根据权利要求4所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，其特征在于：所述过磁工序中的磁感应强度为5000-9000Gs。
7.根据权利要求4所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中烘干箱内的工作温度为60℃～80℃，烘干时间为10min～15min。
8.根据权利要求4所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中密炼机内的密炼温度为185℃～225℃，密炼时间为20min～30min。
9.根据权利要求4所述的一种PERT-Ⅱ型珠光金船用给排水管道染色体的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中单螺杆挤出机采用积木式的螺杆组合，螺杆的长径比为48：1。
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