[发明专利]聚苯醚塑料管道的制备方法

摘要

本发明公开了一种聚苯醚塑料管道的制备方法，按质量百分比计，以超过60%的聚苯醚树脂作为主体，微观结构呈连续相的管材专用料，经挤出机在适合的温度下将其熔融塑化，熔体通过一个截面为闭环，由口模和芯棒之间形成的空腔的模具装置，在牵引机作用下，离开模具后形成熔体管坯，快速进入有真空和高温介质、长度很短的定型箱体，快速定型管坯，最后切割成为管材。该方法可有效解决聚苯醚管材沿轴向融合线及管材内应力问题，使聚苯醚塑料管道达到超高抗冲击能力，按照GB/T14152测试，当管材规格为dn110×5.0mm时，在11Kg、2m条件下冲击不仅不破裂，而且还不变形；当设计使用压力为3.0MPa时，线性回归法外推预测管材设计使用寿命可以达30年。

主权项

1.一种聚苯醚塑料管道的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、材料确定聚苯醚管道所用料是以聚苯醚树脂为主体的管道级专用料，聚苯醚树脂含量大于60%，具体由以下组份组成：聚苯醚树脂：60～90%；抗冲改性剂：5～20%；超支化聚合物：0.1～5%；阻燃剂：0～20%；纳米材料：3～5%；助剂：1～5%；抗氧剂：0.1～0.3%；抗静电剂：3～5%；其中，所有用料的用量之和为100%；聚苯醚树脂为，聚（2，6‑二甲基‑共聚‑2，3，6‑三甲苯基‑1，4‑亚苯基醚）、聚（2，3，6‑三甲苯基‑1，4‑亚苯基醚）、聚（2，6‑二乙基‑1，4‑亚苯基醚）或者聚（2，6‑二甲基‑1，4‑亚苯基醚）；抗冲改性剂为，苯乙烯—丙烯腈/苯乙烯—丁二烯共聚物、苯乙烯—乙烯/丁烯—苯乙烯共聚物、苯乙烯—乙烯/丙烯—苯乙烯共聚物或者三元乙丙橡胶接枝苯乙烯；超支化聚合物为，超支化聚酯或者超支化聚酰胺；阻燃剂为有机磷阻燃剂，包括四苯基（双酚A）二磷酸酯、间苯二酚——双（磷酸二苯酯）、磷酸三苯酯、间苯二酚[二（2，6——二甲苯基）磷酸酯]、磷酸三甲苯酯、磷酸三（壬基苯）酯、磷酸苯基双十二烷基酯、磷酸苯基双新戊酯、磷酸苯基双（3、5、5'——三甲己基）酯、磷腈类阻燃剂或者有机硅类阻燃剂；纳米材料为，纳米蒙脱土或者碳纳米材料；抗氧剂为，四[β‑（3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基）丙酸]戊季四醇酯或者三[2.4‑二叔丁基苯基]亚磷酸酯；抗静电剂为MST、PST；助剂为氧化锌和硫化锌；（2）、制作聚苯醚管道专用料2.1、在材料混合加工前，先将配方中纳米材料和配放量为二分之一的超支化聚合物在转速为2000rpm以上的混合机里均匀混合，搅拌时料温控制在80～100℃之间，时间不低于10分钟；2.2、将上述混合好的材料再与剩余的配方材料在70℃下，转速至少为600rpm的高混机中搅拌，将其混合均匀，用具有剪切混炼元件的同向双螺杆挤出机，各区温度设置为250～290℃，机头240～270℃，双螺杆转速为200～300rpm，喂料速度为20～40rpm的工艺条件下，将上述配方材料制作成聚苯醚管道专用料；（3）、聚苯醚管道的挤出定型3.1、挤出用单螺杆挤出机，螺杆上带有主副螺纹，副螺纹起始于螺杆的压缩段，螺槽深度为等距不等深的渐变型螺杆，螺杆整体压缩比为2.5:1，长径比为33:1，挤出时各区温度设定为180℃、200℃、230℃、250℃、250℃、260℃，模具的压缩比不低于6:1，模具的平直段与管材壁厚之比为25:1，模具温度设定为260℃、260℃、270℃、270℃、芯模温度设定为280℃；具体如下：3.1.1、聚苯醚管道专用料在90～110℃下，用热风干燥料斗或者除湿干燥机里干燥至少3小时，水分含量低于50mg/Kg；3.1.2、挤出时聚苯醚管道专用料在单螺杆挤出机不低于20rpm的速度下熔融塑化，熔融塑化的聚苯醚熔体通过挤出机头法兰和连接体，法兰和连接体的温度255±5℃；3.1.3、熔体进入模具前腔，熔体逐渐由旋转运动转变为直线运动，再通过一个有分流作用的支架结构；3.1.4、熔体在模具内因挤出压力而向前运动，同时利用模具的高压缩比使分流的熔体在280±10℃下再融合；3.1.5、融合的熔体进入模具的平直段，模具的口模和芯模之间的空腔使熔体形成管坯，平直段长度至少是管材壁厚的25倍以上，聚苯醚管坯的温度为280±10℃；3.1.6、熔体管坯在牵引力的作用下，离开模具，进入安装在真空定型箱内的定径套；3.2、定型管坯先进入安装在真空定型箱内部的定径套，管坯外表面与定径套内表面接触，定径套上开有很多小孔，通过管道向箱体内部引入经过加热的冷却水，冷却水的温度要达到90℃～95℃，冷却方式为浸浴、喷淋或者空冷，定型箱的真空度为0.02～0.04MPa；其中，定型箱体长度0.5～1.5m；牵引机的线速度为0.5m/s~3.0m/s；3.3、管坯经真空箱定型后，在牵引机作用下连续稳定地送入切割机进行定长切割。