專利名稱：一種輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料管材的制備方法，具體的說是一種輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法。
背景技術(shù)：
我國的溫泉點(diǎn)約MOO多處，云南、廣東、福建、浙江、江西、西藏、臺灣等地溫泉較多，其中最多的是云南，有溫泉400多處。隨著溫泉資源的開發(fā)和應(yīng)用，溫泉熱水輸送管材需求量日益增大。溫泉熱水輸送管材主要為普通鋼管、不銹鋼管、銅管等。普通鋼管作為溫泉輸送管材，具有抗壓強(qiáng)度高、線膨脹系數(shù)小、耐高溫等特點(diǎn)；缺點(diǎn)是管材導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫性能差，耐腐蝕程度差，使用壽命較短，且容易出現(xiàn)銹蝕的“紅水”現(xiàn)象，影響水質(zhì)衛(wèi)生。不銹鋼管作為溫泉熱水輸送管材，具有耐高溫、力學(xué)性能好、線膨脹系數(shù)小、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是由于不銹鋼管管壁較薄，相對抗壓、抗拉機(jī)械強(qiáng)度較低，特別是受熱應(yīng)力或動荷載較大時，容易受壓變形而折斷，且成本較高，保溫性能差。銅管作為溫泉輸送管材，抗拉強(qiáng)度好，管壁光滑，流動阻力小，不易腐蝕；存在的缺點(diǎn)是銅管有結(jié)垢現(xiàn)象，而且在含有二氧化硫和二氧化碳的水環(huán)境中容易生銅綠，影響水質(zhì)衛(wèi)生，而溫泉水本身就是二氧化硫及二氧化碳活躍的場所。
近年來，國內(nèi)外研究人員和生產(chǎn)企業(yè)相繼開發(fā)塑料管材用于溫泉熱水輸送，主要有聚氯乙烯管(PVC-U管)、無規(guī)共聚聚丙烯管(Pra管)、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯管(ABS 管)和鋁塑復(fù)合管等。與金屬管相比，PVC-U管、Pra管、ABS管三種塑料管材優(yōu)點(diǎn)在于不結(jié)垢、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性高、內(nèi)壁光滑、流動阻力小、保溫性能好、重量輕、可塑性強(qiáng)、便于復(fù)雜地形安裝；缺點(diǎn)是耐熱溫度偏低，長期使用溫度為45-70°C，線膨脹系數(shù)較大，抗壓和抗拉強(qiáng)度低，容易受機(jī)械或尖狀物體損傷。鋁塑復(fù)合管通常采用高密度聚乙烯或交聯(lián)聚乙烯內(nèi)外復(fù)合于薄鋁管上，其優(yōu)點(diǎn)是可任意彎曲不受地形及室內(nèi)彎角限制，安裝敷設(shè)方便；缺點(diǎn)是連接不能用熔接和粘連，必須使用專用的耐腐蝕金屬管件，其配件成本高，且兩種不同材質(zhì)結(jié)合部熱脹冷縮后容易脫節(jié)。目前，PVC-U管、Pra管、ABS管和鋁塑復(fù)合管僅適用于中、低溫溫泉輸送，尚未能滿足長期使用溫度為75-98°C的高溫溫泉輸送使用要求。檢索大量的專利文獻(xiàn)和公開發(fā)表的研究論文，尚未見采用聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶回收料(PET 瓶回收料)為基本原料，添加乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-辛烯嵌段型共聚物 (OBC)、氧化鋅、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯，制備高溫溫泉輸送塑料管材的報道。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有塑料管存在長期使用溫度偏低，抗壓和抗拉強(qiáng)度差，遇機(jī)械或尖狀物體容易損傷等缺陷，本發(fā)明提供了一種高溫溫泉輸送用塑料管材的制備方法。本方法以聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶回收料(PET瓶回收料)為基本原料，添加乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-辛烯嵌段型共聚物(OBC)、氧化鋅、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯，通過粉碎、干燥、攪拌混合、雙螺桿擠出切粒、單螺桿擠出成型、牽引冷卻、定型切割工藝加工而成。
采用本方法制備的管材，維卡軟化溫度達(dá)158°C，長期使用溫度達(dá)105°C，抗壓和抗拉強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，適用于高溫溫泉輸送等領(lǐng)域。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的以下技術(shù)方案 配方(重量份計(jì))聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶回收料(PET瓶回收料)60 ‘69乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)6. 5 -10. 乙烯-辛烯嵌段型共聚物(OBC)23 30氧化鋅0.5-0.9三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0. 7 -1. 2制備方法將回收PET瓶清除雜質(zhì)和灰塵后，置于破碎機(jī)中，粉碎成2. 5mmX 2. 5mm左右的回收料碎片，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制溫度130士 1。C，干燥證后，稱量置于高速攪拌機(jī)中，控制攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速250r/min，溫度108士 1°C，依次加入計(jì)量后的EEA、0BC、氧化鋅、三 (2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯，攪拌混合10 min成混合料；將混合料置于同向平行排氣式雙螺桿擠出機(jī)料斗中，控制擠出機(jī)料筒溫度I區(qū)188 193°C、II區(qū)205 210°C、III區(qū) 224 230°C、IV區(qū) 240 245°C、V區(qū) 252 257°C、VI區(qū) 258 262°C、VD區(qū) 257 260°C， 模頭溫度255 258°C，擠出切粒成顆粒料；將顆粒料置于單螺桿塑料管材擠出成型機(jī)料斗中，控制管材擠出成型機(jī)料筒溫度I區(qū)195 200°C、II區(qū)208 214°C、III區(qū)2 232°C、IV區(qū) 242 247°C、V 區(qū) 255 260°C、VI區(qū) 253 258°C、VD區(qū) 253 256°C，模頭溫度250 253°C，進(jìn)行擠出成型；將擠出的管材牽引于冷卻槽中，控制冷卻水溫度55 65°C，管材牽引速度2 3m/min，冷卻定型后切割成塑料管材。
本發(fā)明所述的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，其中丙烯酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23%。
本發(fā)明所述的乙烯-辛烯嵌段型共聚物(OBC)，其密度為0. 866g/cm3、熔體質(zhì)量流動速率為5. 4g/10min。
本發(fā)明所述的氧化鋅，其粒徑為2-5微米、純度為99. 5%。
本發(fā)明的有益效果是①采用EEA為相容劑，OBC為增韌材料，對PET瓶回收料進(jìn)行增容增韌改性，大幅度提高PET/0BC管材的抗沖擊強(qiáng)度和抗壓抗拉強(qiáng)度；②采用氧化鋅為成核劑，對PET/0BC共混材料進(jìn)行成核改性，提高了 PET/0BC共混材料的結(jié)晶速度，縮短了 PET/0BC管材的擠出成型周期；③采用三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯為抗氧劑，提高了 PET/0BC共混材料在成型加工過程中的抗氧化性能和熱加工穩(wěn)定性能；④本方法制備的管材，維卡軟化溫度達(dá)158°C，長期使用溫度達(dá)105°C，抗壓和抗拉強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，適用于高溫溫泉輸送等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:將回收PET瓶清除雜質(zhì)和灰塵后，置于破碎機(jī)中，粉碎成2. 5mmX 2. 5mm左右的回收料碎片，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制溫度130°C，干燥證后，稱取PET瓶回收料碎片 65Kg置于高速攪拌機(jī)中，控制攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速250r/min，溫度108°C，依次加入丙烯酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23%的EEA8. 5 Kg、密度為0. 866g/cm3熔體質(zhì)量流動速率為5. 4g/10min的0BC26Kg、 粒徑為2-5微米純度為99. 5%的氧化鋅0. 7 Kg、三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0. 9 Kg, 攪拌混合10 min成混合料；將混合料置于同向平行排氣式雙螺桿擠出機(jī)料斗中，控制擠出機(jī)料筒溫度I 區(qū) 188°C、II 區(qū) 210°C、III區(qū) 2^°C、IV區(qū) 245°C、V區(qū) 255°C、VI區(qū) 262°C、VD 區(qū)260°C，模頭溫度258°C，擠出切粒成顆粒料；將顆粒料置于單螺桿塑料管材擠出成型機(jī)料斗中，控制管材擠出成型機(jī)料筒溫度I區(qū)200°C、II區(qū)214°C、III區(qū)230°C、IVgM5°C、V 區(qū)260°C、VI區(qū)258°C、VD區(qū)255°C，模頭溫度253°C，進(jìn)行擠出成型；將擠出的管材牽引于冷卻槽中，控制冷卻水溫度65°C，管材牽引速度2m/min，冷卻定型后切割成塑料管材。
實(shí)施例2:將回收PET瓶清除雜質(zhì)和灰塵后，置于破碎機(jī)中，粉碎成2. 5mmX 2. 5mm左右的回收料碎片，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制溫度1 ^TC,干燥證后，稱取PET瓶回收料碎片 60Kg置于高速攪拌機(jī)中，控制攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速250r/min，溫度107°C，依次加入丙烯酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23%的EEA6. 5 Kg、密度為0. 866g/cm3熔體質(zhì)量流動速率為5. 4g/10min的OBC2;3Kg、 粒徑為2-5微米純度為99. 5%的氧化鋅0. 5 Kg、三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0. 7Kg， 攪拌混合10 min成混合料；將混合料置于同向平行排氣式雙螺桿擠出機(jī)料斗中，控制擠出機(jī)料筒溫度I 區(qū) 193°C、II 區(qū) 205°C、III區(qū) 230°C、IV區(qū) 240°C、V區(qū) 257°C、VI區(qū) 260°C、VII區(qū) 258°C，模頭溫度255°C，擠出切粒成顆粒料；將顆粒料置于單螺桿塑料管材擠出成型機(jī)料斗中，控制管材擠出成型機(jī)料筒溫度I區(qū)195°C、II區(qū)208°C、III區(qū)230°C、IVgM5°C、V區(qū) 258°C、VI區(qū)255°C、VD區(qū)2M°C，模頭溫度252°C，進(jìn)行擠出成型；將擠出的管材牽引于冷卻槽中，控制冷卻水溫度55°C，管材牽引速度3m/min，冷卻定型后切割成塑料管材。
實(shí)施例3:將回收PET瓶清除雜質(zhì)和灰塵后，置于破碎機(jī)中，粉碎成2. 5mm X 2. 5mm左右的回收料碎片，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制溫度131°C，干燥證后，稱取PET瓶回收料碎片 69Kg置于高速攪拌機(jī)中，控制攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速250r/min，溫度109°C，依次加入丙烯酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23%的EEA10. 5 Kg、密度為0. 866g/cm3熔體質(zhì)量流動速率為5. 4g/10min的0BC30Kg、 粒徑為2-5微米純度為99. 5%的氧化鋅0. 9 Kg、三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯1. 2 Kg, 攪拌混合10 min成混合料；將混合料置于同向平行排氣式雙螺桿擠出機(jī)料斗中，控制擠出機(jī)料筒溫度I 區(qū) 190°C、II 區(qū) 208°C、III區(qū) M8°C、IV區(qū) 243°C、V區(qū) 255°C、VI區(qū) 258°C、VD區(qū) 260°C，模頭溫度257°C，擠出切粒成顆粒料；將顆粒料置于單螺桿塑料管材擠出成型機(jī)料斗中，控制管材擠出成型機(jī)料筒溫度I區(qū)198°C、II區(qū)212°C、III區(qū)228°C、IVgM7°C、V區(qū) 257°C、VI區(qū)256°C、VD區(qū)253°C，模頭溫度250°C，進(jìn)行擠出成型；將擠出的管材牽引于冷卻槽中，控制冷卻水溫度60°C，管材牽引速度2. 5m/min，冷卻定型后切割成塑料管材。
權(quán)利要求
1.一種輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是配方聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶回收料60 69重量份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物6. 5 10. 5重量份，乙烯-辛烯嵌段型共聚物23 30重量份，氧化鋅0. 5 0. 9重量份，三 (2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0. 7 1. 2重量份；制備方法1)將回收聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶置于破碎機(jī)中粉碎成回收料碎片，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥；2)將干燥后的回收料碎片置于高速攪拌機(jī)中，依次加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-辛烯嵌段型共聚物、氧化鋅、三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯，攪拌混合成混合料；3)將混合料置于同向平行排氣式雙螺桿擠出機(jī)料斗中，控制料筒溫度和模頭溫度，擠出切粒成顆粒料；4)將顆粒料置于單螺桿塑料管材擠出成型機(jī)料斗中，控制料筒溫度和模頭溫度，擠出成型為管材；5)將擠出的管材牽引于冷卻槽中，控制冷卻水溫度和管材牽引速度，冷卻定型后切割成塑料管材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的乙烯-辛烯嵌段型共聚物，其密度為0. 866g/cm3、熔體質(zhì)量流動速率為5. 4g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的氧化鋅，其粒徑為2-5微米、純度為99. 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱的溫度為130士 1°C，干燥時間為釙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為250r/min、溫度為108士 1°C，攪拌混合時間為lOmin。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的同向平行排氣式雙螺桿擠出機(jī)料筒溫度為I區(qū)188 193°C、II區(qū)205 210°C、III區(qū)224 230°C、IV區(qū) 240 245°C、V區(qū) 252 257°C、VI區(qū) 258 262°C、VD區(qū) 257 260°C，模頭溫度為255 258°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的單螺桿塑料管材擠出成型機(jī)料筒溫度為I區(qū)195 200°C、II區(qū)208 214°C、III區(qū)2 232°C、IV區(qū) 242 247°C、V區(qū) 255 260°C、VI區(qū) 253 258°C、VD區(qū) 253 256°C，模頭溫度為250 253°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，其特征是所述的冷卻槽中冷卻水溫度為陽 65°C，管材牽引速度為2 3m/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輸送溫泉用耐高溫塑料管材的制備方法，該方法以60～69重量份聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶回收料為基本原料，添加6.5～10.5重量份乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、23～30重量份乙烯-辛烯嵌段型共聚物、0.5～0.9重量份氧化鋅和0.7～1.2重量份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯，通過粉碎、干燥、攪拌混合、雙螺桿擠出切粒、單螺桿擠出成型、牽引冷卻、定型切割工藝加工而成。采用本方法制備的管材，維卡軟化溫度達(dá)158℃，長期使用溫度達(dá)105℃，抗壓和抗拉強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，適用于高溫溫泉輸送等領(lǐng)域。
文檔編號B29B7/28GK102532829SQ20121002368
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者張華集, 張雯, 肖荔人, 陳曉 申請人:福建師范大學(xué)