[发明专利]一种水表外壳用复合材料

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种水表外壳用复合材料。

背景技术

水表是用以累计流过管道中水的总量的流量测量仪表，其内部结构从外向里可以分为外壳、套筒和内芯三大件。其中，目前水表的外壳主要是由不锈钢、黄铜、球墨铸铁和灰铸铁等材质制成，但是，这几种材质各有其缺点：

一者，对于不锈钢来说，若采用不锈钢制造水表的外壳，虽能符合饮水卫生要求，但其成本较高，且不易加工，所以不适宜批量生产。 　　二者，对于黄铜来说，若用普通黄铜制造水表的外壳，其卫生要求很难达到，而若用锡青铜、无铅铜制造水表的外壳，则成本较高，且资源缺乏，户外安装又容易被盗，目前情况下也不适合我国国情。 　　三者，对于灰铸铁来说，一旦其内部防腐处理不好，短时间就会生锈，造成水质的二次污染。而且由于采用灰铸铁制造的水表外壳抗拉强度低、韧性差、抗腐蚀能力弱，在水表安装时易断，冬天结冰时易爆裂。

最后，对于球墨铸铁来说，其显著特点是强度高、韧性好、抗腐蚀能力强，在抗拉、抗弯、硬度、延伸率、耐冲击性及水压试验等方面的技术性能都大大优于灰铸铁。但其成本较高。

有鉴于此，确有必要提供一种成本低廉、强度高、韧性好、抗腐蚀能力强，在抗拉、抗弯、硬度、延伸率和抗冲击性等方面的技术性能优异的水表外壳用复合材料。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种成本低廉、强度高、韧性好、抗腐蚀能力强，在抗拉、抗弯、硬度、延伸率及抗冲击性等方面的技术性能优异的水表外壳用复合材料。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水表外壳用复合材料，按质量百分比计，所述复合材料包括：

聚苯硫醚                35%～80%；

聚对苯二甲酸乙二醇酯    15%～45%；

玻璃纤维                1%～10%；

相容剂                  1%～5%；

增韧剂                  1%～5%。

其中，聚苯硫醚（PPS）是以苯环在对位上连接硫原子而形成大分子主链，其聚合物结晶度较高，熔点在280℃左右，分解温度大于400℃，其具有优良的耐热性能、优异的耐腐蚀性、优异的阻燃性能、优良的电性能和优良的尺寸稳定性，其成型收缩率小于0.0025%，吸水率小于0.05%，线性热膨胀系数也较小，在恶劣环境与高温条件下成型品不易扭曲变形，成型品尺寸再现性良好，耐化学性优异，对碱、盐类以及无机酸的抵抗性极强，且无毒，表面硬度高，刚性强，并具有优异的耐疲劳性与耐蠕变性。

但将其作为水表外壳的材料仍然存在着不足之处，主要表现在：

第一，由于其分子结构单一，主链仅有苯环和硫原子构成，分子链运动困难，使得纯PPS制品脆性大，韧性较差；

第二，PPS结构的高度对称导致PPS的结晶度较高，成型加工对设备的温度要求较高；

第三，PPS的非晶部分玻璃化转变温度较低（T_g=85℃），当温度超过90℃时，许多机械性能呈现不同程度的降低。

其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）分子结构高度对称，耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好，磨耗小而硬度高，具有热塑性塑料中最大的韧性，电绝缘性能好，受温度影响小，无毒、耐候性、抗化学药品稳定性好，吸水率低。将PPS与PET共混，可以提高材料的韧性。

其中，玻璃纤维（GF）是一种性能优异的无机非金属增强材料，其优点是机械强度高、绝缘性好、抗腐蚀性强、耐热性强。玻璃纤维的添加能够提高材料的抗弯曲性、抗冲击性、抗收缩性和延展性。这是因为，当把玻璃纤维加入到PPS基体中时，可作为成核剂，使PPS分子链围绕纤维周围结晶，从而形成较强的界面粘附。当机体受力时，通过界面将应力传递到纤维，使其起结构支撑作用，进而改善复合材料的力学性能和机械性能。

玻璃纤维、相容剂和增韧剂的加入还可以降低复合材料成型加工时对设备的温度要求。

作为本发明水表外壳用复合材料的一种改进，按质量百分比计，所述复合材料包括：

聚苯硫醚                50%～70%；

聚对苯二甲酸乙二醇酯    20%～40%；

玻璃纤维                3%～7%；

相容剂                  2%～4%；

增韧剂                  2%～4%。