[发明专利]一种加筋增强粉煤灰塑料管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种粉煤灰管材及其制备方法。

背景技术

常规塑料管的受力形式主要为环向受拉，管壁厚度正比于直径与内压的乘积。由于一般塑料材料的抗拉强度都比较低(如聚乙烯材料的抗拉强度为22Mpa)，因此，在较大直径和较大压力下，管壁厚度相当大，并且随管径和内压加大而迅速增大，制造成本随之快速增加。近年来开发应用了钢丝网骨架、加筋增强等塑料复合管，在提高管材抗压能力上效果明显，但是因为材料特性和工艺技术的制约，管材壁厚依然很大，特别是在使用量最多的压力(如0.8-1.0Mpa)区间管材，其壁厚还超过了常规塑料管，成本和价格很高。

目前，对粉煤灰的利用主要作为水泥、空心砖等建材的辅料，应用比例和使用量都不理想。粉煤灰可塑性材料制备管材的构想，受粉煤灰与其它材料各自抗拉强度及弹性模量等固有特性的影响，不能形成可在各个材料间平衡的受力主体，使其受力后难以实现协调变形，且材料的强度不够。

由此可见，传统的塑料管材在制造成本，抗压能力以及材料强度方面，存在严重的不足和缺陷，亟待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于一种加筋增强粉煤灰塑料管材及其制备方法，用以解决现有的塑料管材在制造和应用过程中的存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种加筋增强粉煤灰塑料管材，包括改性粉煤灰塑料管、缠绕在所述粉煤灰塑料管外表面的筋材以及包覆所述粉煤灰塑料管的外包层，其中，所述粉煤灰塑料管原料以重量份数计：高分子树脂30-60份、粉煤灰30-70份、偶联剂0.5-5份、聚乙烯蜡1-10份、硬脂酸0.1-5份、抗冲改性剂0.1-0.5份、炭黑1-5份。

本发明的一个实施例中，所述改性粉煤灰塑料管的原料以重量份数计：高分子树脂35-55份、粉煤灰35-65份、偶联剂1-4份、聚乙烯蜡3-7份、硬脂酸0.5-4份、抗冲改性剂0.2-0.4份、炭黑2-4份。

本发明的一个实施例中，所述抗冲改性剂为ACR或CPE。

本发明的一个实施例中，所述粉煤灰的细度为100-500目。

本发明的一个实施例中，所述高分子树脂为密度在0.940-0.976g/cm³的高密度聚乙烯。

本发明还提供一种上述所述的加筋增强粉煤灰塑料管材的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将粉煤灰、偶联剂混合并搅拌均匀形成第一混合物；

将高分子树脂、聚乙烯蜡、硬脂酸、抗冲改性剂、炭黑依次加入所述第一混合物中，混合并搅拌均匀形成改性粉煤灰树脂；

将所述改性粉煤灰树脂进行造粒得到改性粉煤灰树脂颗粒料；

将所述改性粉煤灰树脂颗粒料与高分子树脂混合均匀形成第二混合物，并将所述第二混合物挤入管材模具挤压成模，定型冷却形成改性粉煤灰塑料管；

将所述筋材通过环筋机包覆在所述改性粉煤灰塑料管材外表面；

将所述改性粉煤灰塑料管的外表面包覆一层外包层，所述外包层为所述第二混合物或高密度聚乙烯。

本发明的一个实施例中，所述第一混合物是依次将所述粉煤灰、所 述偶联剂加入高速混合机搅拌形成的，所述第一混合物的形成温度范围为80℃-110℃。

本发明的一个实施例中，所述定型冷却是在喷淋冷却水环境中进行的。

本发明的一个实施例中，所述筋材的直径为0.1-5mm，抗拉强度为1000-4000Mpa。

本发明的一个实施例中，所述外包层在所述改性粉煤灰塑料管的外表面的包覆厚度为1-5mm。

本发明的加筋增强粉煤灰塑料管材具有以下优点：

本发明将高强度金属筋材、改性粉煤灰树脂与高分子树脂复合，改性粉煤灰树脂颗粒料的可塑性好，材料的刚度强，并将金属筋材呈连续螺旋状嵌入改性粉煤灰的管材中，作为承载内水压力的主体，控制了受力后的变形，减少了壁厚20～90％；此外，本发明管材中含有30～50％价格低廉的粉煤灰，大大降低了管材整体成本，应用范围广泛，开辟了对粉煤灰综合利用的新途径，达到了对废物进行回收利用的目的；本发明的制备方法中通过调整各个条件以及加料的次序，提高了粉煤灰管本身的强度。

附图说明

图1为本发明的加筋增强粉煤灰塑料管材的制备过程。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。