碳纖維增強hdpe雙壁纏繞管的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及管材，特別設及一種碳纖維增強皿PE雙壁纏繞管的制作方法。
【背景技術】
[0002] 高密度聚乙締（皿陽）雙壁纏繞管W高密度聚乙締為主要原料，經擠出成型為方 管后，再經纏繞、烙接的工序制作而成的一種管壁成方孔的螺旋狀纏繞管，其軸向管壁截面 為雙壁工字形，內壁致密光滑，中空，管材本身質量輕而強度高。由于其獨特的成型工藝，可 生產口徑達3000mm的大口徑管材。作為一種新型的化學建材，皿PE雙壁纏繞管具有重量 輕、耐腐蝕、管壁光滑、過流能力大、密封性能好、使用壽命長、運輸安裝方便及施工速度快 等優點，可廣泛應用于市政、工業、民用和公共建筑的雨污水排放。
[0003] 蠕變是塑料管道損壞的一種表現形式。蠕變是塑料管道在保持應力不變的條件 下，應變隨時間延長而增加的現象。它與管道的彈性變形不同，彈性變形通常在應力超過彈 性極限之后才出現，而蠕變只要應力的作用時間相當長，它在應力小于彈性極限時也能出 現。特別是在渺泥、渺泥質上、沖填上、濕陷性上、軟上、膨脹巖上、多年凍上、鹽潰巖上等不 良工程地質地區，由于地層的移動或變形會使得管道系統的局部承受的應力更高、時間更 長，產生應力會使熱塑性塑料管道系統發生蠕變，當蠕變到一定然后屈服或引發并形成裂 紋，或加速原有裂紋擴張速度。因此在不良工程地質環境地區，塑料排水管道原料除了要具 備高的彈性模量和好的柔初性外，還應具有耐蠕變性能，W提供足夠的安全使用性能和長 期的使用壽命。
[0004] 一般情況下，通過添加玻璃纖維或者無機粉體填料（碳酸巧、滑石粉等）到皿PE 管材樹脂基體中，可W有效地增加管材的剛性、耐蠕變性能。由于玻璃纖維和無機粉體都屬 于無機材料，與皿PE有機樹脂基體之間的相容性比較差。隨著添加量，管材的脆性明顯增 加，表現為管材的環柔性差、拉伸強度低。運些缺陷都限制了玻璃纖維和無機粉體填料在管 材上的實際應用。 陽0化]碳纖維是近代發展起來的一種增強材料，具有高比強度和高比模量W及較高的抗 蠕變性且耐疲勞、耐腐蝕，已成為最重要的增強材料之一，廣泛應用于制備纖維增強樹脂基 材料。碳纖維由有機纖維或低分子控氣體原料在氣氛中經高溫碳化而成的纖維狀化合物。 其主要成分是碳，相對玻璃纖維和無機粉體來說，與皿PE樹脂的碳-碳分子鏈有著更好的 相容性。經過一定的表面改性，碳纖維與有機樹脂基體的浸潤性進一步提高，形成較強的界 面結合力，充分發揮其增強作用。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種碳纖維增強皿PE雙壁纏繞管的 制作方法及其制備方法。
[0007] 本發明的目的是運樣實現的：一種碳纖維增強皿PE雙壁纏繞管的制作方法，包括 W下步驟：
[0008] I. 1、由W下重量份含量的物質制備高密度聚乙締混合料：
[0009] 高密度聚乙婦 100份 過氧化物引發劑0 02-2份 多官能團單體 化2-5份 高分子相容劑 2-10份 抗氧劑 0.05-0.5驚 陽010] 1. 2、由W下重量份含量的物質制備改性碳纖維： W11] 碳纖維 100份
[0012] 硅烷偶聯劑0.5-5份
[0013] 1. 3、將高密度聚乙締混合料與改性碳纖維按80-99. 9:0. 1-20的重量配比通過雙 螺桿擠出機反應共擠，經模具擠出和真空定型，得到碳纖維增強皿PE中空方管；
[0014] 1. 4、將碳纖維增強皿PE中空方管經螺旋纏繞和塑料熱烙膠焊接制作成碳纖維增 強皿陽雙壁纏繞管。
[0015] 所述的雙螺桿擠出機的長徑比> 28:1，反應共擠溫度控制在90-260°C，轉速控制 在120-1200轉/分鐘，物料在螺桿擠出機中停留時間控制在0. 1-10分鐘。
[0016] 所述高密度聚乙締的烙融指數為0. 05-20g/10min(190度，2. 1化g)。
[0017] 所述過氧化物引發劑選自過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酯、過鄰苯二甲酸二叔 下醋、2, 5-二甲基-2, 5二叔下基過氧化乙燒、2, 5-二甲基-2, 5二苯甲酯過氧基乙燒、 2, 5-二甲基-2, 5二叔下基過氧化-3-乙烘、1，1-二過氧化叔下基-3, 3, 5-=甲基環己燒 中的一種或多種的混合物。
[0018] 所述多官能團單體選自硫脈、馬來酸二締丙醋、二乙締基苯、二乙二醇二丙締酸 醋、=丙二醇二丙締酸醋、=徑甲基丙烷=丙締酸醋、氯脈酸=締丙醋、憐酸=締丙醋、二甲 基丙締酸醋或亞油酸=甘醋中的一種或多種的混合物。
[0019] 所述高分子相容劑選自馬來酸酢接枝聚乙締、馬來酸酢接枝聚丙締、甲基丙締酸 縮水甘油醋接枝聚乙締、丙締酸接枝聚乙締、硅烷接枝聚乙締、乙締-醋酸乙締脂共聚物、 乙締-乙締醇共聚物、乙締-丙締酸醋共聚物、乙締丙締酸共聚物中的一種或多種的混合 物。
[0020] 所述抗氧劑選自硫代二丙酸雙月桂醋、S化4-二叔下基苯基）亞憐酸醋、四 巧-(3, 5-二叔下基-4-徑苯基）丙酸]季戊醇醋、0 -(3, 5-二叔下基-4-徑基苯基）丙酸 十八碳醇醋、1，3, 5-S化5-二叔下基-4-徑基芐基）-1，3, 5-S嗦-2, 4, 6 (1H，3H，5H) -S 酬、3-(3, 5-二叔下基-4-徑基苯基）丙酸正十八燒醇醋中的一種或多種的混合物。
[0021] 所述硅烷偶聯劑選自乙締基=乙氧基硅烷、乙締基=甲氧基硅烷、乙締基= (2-甲氧乙氧基）硅烷、1，3, 5, 7-四乙締基-1，3, 5, 7-四甲基環四硅氧烷、乙締基=下酬朽 基硅烷中的一種或多種的混合物。
[0022] 本發明的碳纖維增強皿PE雙壁纏繞管由于采用了碳纖維增強高密度聚乙締，纏 繞管管道中空方管處的抗蠕變性、模量、抗沖擊、抗劃痕、抗慢速裂紋擴展性、抗環境應力開 裂性及耐高溫性得到的極大的提升；同時雙壁纏繞管道整體具有足夠的縫拉伸強度，有效 的提高了管道的整體性能。
[0023] 本發明的方法制作工藝容易控制，碳纖維與聚乙締界面相容性好。擠出定型過程 中，在聚乙締/碳纖維復合材料中加入與碳纖維有良好相容性的高分子反應相容劑，改善 了聚乙締和碳纖維的界面相容性，得到的碳纖維增強聚乙締方管具有抗蠕變、高強度、高初 性、高耐環境應力開裂性、耐磨、耐高溫等性能，擴大了材料的應用范圍。
【具體實施方式】 陽〇24] 實施例1
[00巧]由W下重量份含量的物質制備高密度聚乙締混合料：高密度聚乙締100份， 2, 5-二甲基-2, 5二叔下基過氧化乙燒1份，硫脈3份，丙締酸接枝聚乙締5份，硫代二丙酸 雙月桂醋0. 3份；另外由W下重量份含量的物質制備改性碳纖維：碳纖維100份，乙締基= 乙氧基硅烷3份。
[00%] 在制作時，先將高密度聚乙締混合料與改性碳纖維按90:10的重量配比通過雙螺 桿擠出機反應共擠，經模具擠出和真空定型，得到碳纖維增強皿PE中空方管；再將碳纖維 增強