一种降噪吸声排水管及其制备方法与流程

1.本发明涉及新材料领域，具体为一种降噪吸声排水管及其制备方法。


背景技术：

2.聚氯乙烯是一种成本低廉、使用广泛的通用塑料，越来越多的应用于建筑、给排水领域。在国内，很多厂家为降低成本，在pvc排水管中大量填充碳酸钙，使得产品韧性明显劣化，由于碳酸钙密度较大，使得pvc排水管重量重、一摔就碎几乎成为pvc排水管的一个负面形象，同时pvc排水管道大都采用露明的方式铺设，隔音性能差，管内有水流动时，会产生哗哗的水流声，尤其是在夜间，声响更为明显，噪音问题比较突出，直接影响了人们的正常生活，不符合pvc排水管消音节能的发展趋势。
3.尤其是厨房水池用排水管，在夜间使用时，往往会因为水流声音过大，而引起邻里纠纷。本发明研究制备一种降噪吸声排水管，不仅具备吸声降噪的性能，还可以防油污且便于清洁，非常适合厨房用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种降噪吸声排水管，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.一种降噪吸声排水管，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：
6.50～100份聚氯乙烯、7.5～30份自制交联剂、300～500份改性聚氯乙烯复合乳液和0.5～5份增塑剂。
7.优选的，所述自制交联剂为经过马来酸酐改性的乙基纤维素。
8.优选的，所述改性聚氯乙烯复合乳液由水性聚氨酯接枝共聚改性聚氯乙烯制得。
9.优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
10.优选的，一种降噪吸声排水管，工艺流程为：自制交联剂制备，改性聚氯乙烯复合乳液制备，排水管基料制备，排水管基体制备，排水管制备。
11.优选的，一种降噪吸声排水管的制备方法，包括以下具体步骤：
12.(1)将乙基纤维素烘干至恒重；将马来酸酐加入反应器中，加入n,n
‑
二甲基二酰胺，搅拌均匀后加入烘干的乙基纤维素，充分混合均匀，50℃下在鼓风干燥箱中干燥10h；随后转入反应器中，并在氮气保护氛围下油浴加热至60～80℃，反应5～7h，制得自制交联剂；
13.(2)向水性聚氨酯乳液中加入过硫酸钾、十二烷基硫酸钠及去离子水混合并搅拌均匀，用质量分数1％的naoh溶液调节ph值至9～11，将体系转移至聚合釜中；将聚合釜密闭，减压、充氮、排气，重复操作三次后，加入水性聚氨酯乳液质量2.5～3倍的氯乙烯，于50℃下反应2～3h，反应完成后将聚合釜内压力降至0.3mpa时，快速降温终止反应，出料、过滤、破乳、过滤、洗涤得改性聚氯乙烯复合乳液；
14.(3)向聚氯乙烯中加入聚氯乙烯质量0.15～0.3倍的步骤(1)制备的自制交联剂，混合均匀后在密闭条件下进行紫外光照射，紫外光波长为320nm～400nm，照射时间为20～
30min，制得排水管基料；
15.(4)向步骤(3)制得的排水管基料中加入排水管基料质量0.01～0.05倍的增塑剂，混合均匀并置入造粒机内，制成粒径为1.5mm的颗粒料；
16.(5)取步骤(4)制备的颗粒料，在粒料温度降到40～50℃时送入双螺杆挤出机内，挤出制得排水管基体；
17.(6)排水管基体被挤出模具时立即定径，将挤出的管材坯料置入真空定型冷却箱中，排水管基体通压缩空气，其真空度为0.055～0.070mpa，压缩空气的定径压力为0.02～0.05mpa，制得定型的排水管基体；将定型的排水管基体全部浸于步骤(2)制得的改性聚氯乙烯复合乳液中，立刻捞出并再次进行紫外光照射，紫外光波长为320nm～400nm，照射时间为10～20min，烘干至恒重，制得成品。
18.优选的，上述步骤(1)中：马来酸酐、n,n
‑
二甲基二酰胺与烘干的乙基纤维素的质量比为3：1：10～3：1：15。
19.优选的，上述步骤(2)中：水性聚氨酯乳液、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠与去离子水质量比为20：4：3：10；降温速率为20～30℃/min。
20.优选的，上述步骤(4)中：造粒机的条件为，主机转速为42r/min，造粒机料筒一区的温度为160～180℃，料筒二区的温度为180～190℃，料筒三区的温度为185～195℃，料筒四区的温度为175～185℃，造粒模具的温度为190～200℃。
21.优选的，上述步骤(5)中：双螺杆挤出机条件为：挤出螺杆转速35r/min，加料螺杆转速为72r/min，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃，挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为45kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为30mpa，料温为165～175℃，螺杆与磨具接连处的温度为155～165℃，模具一区的温度为175～185℃，模具二区的温度为170～180℃，模具三区的温度为190～200℃。
22.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
23.本发明在制备降噪吸声排水管时，向聚氯乙烯中加入自制交联剂，并在紫外光照射的密闭条件下进行交联；自制交联剂为马来酸酐改性的乙基纤维素，经过接枝马来酸酐后的乙基纤维素改善了乙基纤维素本身的干脆和坚硬，而马来酸酐的环状结构发被打开，并将烯类双键引入到分子链上，合成后的自制交联剂加入到聚氯乙烯中，兼具交联剂和稳定剂的效果，不仅能使聚氯乙烯交联，自制交联剂还会接枝到聚氯乙烯上，与交联网络共同增强聚氯乙烯的耐热性能；在紫外线照射的密闭条件下进行交联，接枝在聚氯乙烯上的自制交联剂也会发生交联，增加聚氯乙烯的交联密度，伴随增加聚氯乙烯的交联密度，又将乙基纤维素中的多孔结构挤压成中空结构存在于致密的聚氯乙烯交联结构中，即增强了排水管的耐热性，又使排水管具备了吸声性能。
24.将交联后的聚氯乙烯挤出管材得排水管基体，在排水管基体降温时，浸于改性聚氯乙烯复合乳液中后，继续在紫外光照射下；改性聚氯乙烯复合乳液为水性聚氨酯接枝共聚改性聚氯乙烯制得的复合乳液，复合乳液在排水管内外壁上形成一层亲水膜，并且在降温时，紫外线照射使乳液中得聚氯乙烯与排水管基体再次交联，使亲水膜牢牢得粘在排水管基体表面；在排放厨房污水时，由于排水管内侧的亲水膜，即使排放少量含油量很高得污水，仍然会在排水管表面形成水膜，来促进污水的排放，减少油污在排水管表面沉积，进而使排水管堵塞；外侧放入亲水膜使排水管便于清洁。
具体实施方式
25.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的降噪吸声排水管的各指标测试方法如下：
27.降噪吸声性能：将实施例1、2与对比例2制备的降噪吸声排水管安装在相同的水池下方，打开水龙头至同一位置，在降噪吸声排水管5cm处用分贝仪进行声音的分贝测量，记录水流过程中的最大分贝。
28.耐油污性：将实施例1、2与对比例1制备的降噪吸声排水管用表面接触仪测进行排水管内壁及外侧的水接触角测试。
29.实施例1
30.一种降噪吸声排水管，按重量份数计，主要包括：
31.50份的聚氯乙烯、7.5份的自制交联剂、300份的改性聚氯乙烯复合乳液、0.5份的增塑剂。
32.一种降噪吸声排水管，所述降噪吸声排水管的制备方法为：
33.(1)将乙基纤维素烘干至恒重；将马来酸酐加入反应器中，加入n,n
‑
二甲基二酰胺，搅拌均匀后加入烘干的乙基纤维素，马来酸酐、n,n
‑
二甲基二酰胺与烘干的乙基纤维素的质量比为3：1：10，充分混合均匀，50℃下在鼓风干燥箱中干燥10h；随后转入反应器中，并在氮气保护氛围下油浴加热至60℃，反应5h，制得自制交联剂；
34.(2)向水性聚氨酯乳液中加入过硫酸钾、十二烷基硫酸钠及去离子水混合并搅拌均匀，水性聚氨酯乳液、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠与去离子水质量比为20：4：3：10，用质量分数1％的naoh溶液调节ph值至9，将体系转移至聚合釜中；将聚合釜密闭，减压、充氮、排气，重复操作三次后，加入水性聚氨酯乳液质量2.5倍的氯乙烯，于50℃下反应2h，反应完成后将聚合釜内压力降至0.3mpa时，快速降温终止反应，降温速率为20℃/min，出料、过滤、破乳、过滤、洗涤得改性聚氯乙烯复合乳液；
35.(3)向聚氯乙烯中加入聚氯乙烯质量0.15倍的步骤(1)制备的自制交联剂，混合均匀后在密闭条件下进行紫外光照射，紫外光波长为320nm，照射时间为20min，制得排水管基料；
36.(4)向步骤(3)制得的排水管基料中加入排水管基料质量0.01倍的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，混合均匀并置入造粒机内，主机转速为42r/min，造粒机料筒一区的温度为160℃，料筒二区的温度为180℃，料筒三区的温度为185℃，料筒四区的温度为175℃，造粒模具的温度为190℃，制成粒径为1.5mm的颗粒料；
37.(5)取步骤(4)制备的颗粒料，在粒料温度降到40℃时送入双螺杆挤出机内，挤出螺杆转速35r/min，加料螺杆转速为72r/min，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃，挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为45kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为30mpa，料温为165℃，螺杆与磨具接连处的温度为155℃，模具一区的温度为175℃，模具二区的温度为170℃，模具三区的温度为190℃，挤出制得排水管基体；
38.(6)排水管基体被挤出模具时立即定径，将挤出的管材坯料置入真空定型冷却箱中，排水管基体通压缩空气，其真空度为0.055mpa，压缩空气的定径压力为0.02mpa，制得定型的排水管基体；将定型的排水管基体全部浸于步骤(2)制得的改性聚氯乙烯复合乳液中，立刻捞出并再次进行紫外光照射，紫外光波长为320nm，照射时间为10min，烘干至恒重，制得成品。
39.实施例2
40.一种降噪吸声排水管，按重量份数计，主要包括：
41.100份的聚氯乙烯、30份的自制交联剂、500份的改性聚氯乙烯复合乳液、5份的增塑剂。
42.一种降噪吸声排水管，所述降噪吸声排水管的制备方法为：
43.(1)将乙基纤维素烘干至恒重；将马来酸酐加入反应器中，加入n,n
‑
二甲基二酰胺，搅拌均匀后加入烘干的乙基纤维素，马来酸酐、n,n
‑
二甲基二酰胺与烘干的乙基纤维素的质量比为3：1：15，充分混合均匀，50℃下在鼓风干燥箱中干燥10h；随后转入反应器中，并在氮气保护氛围下油浴加热至60℃，反应5h，制得自制交联剂；
44.(2)向水性聚氨酯乳液中加入过硫酸钾、十二烷基硫酸钠及去离子水混合并搅拌均匀，水性聚氨酯乳液、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠与去离子水质量比为20：4：3：10，用质量分数1％的naoh溶液调节ph值至11，将体系转移至聚合釜中；将聚合釜密闭，减压、充氮、排气，重复操作三次后，加入水性聚氨酯乳液质量3倍的氯乙烯，于50℃下反应3h，反应完成后将聚合釜内压力降至0.3mpa时，快速降温终止反应，降温速率为30℃/min.，出料、过滤、破乳、过滤、洗涤得改性聚氯乙烯复合乳液；
45.(3)向聚氯乙烯中加入聚氯乙烯质量0.3倍的步骤(1)制备的自制交联剂，混合均匀后在密闭条件下进行紫外光照射，紫外光波长为400nm，照射时间为20min，制得排水管基料；
46.(4)向步骤(3)制得的排水管基料中加入排水管基料质量0.05倍的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，混合均匀并置入造粒机内，主机转速为42r/min，造粒机料筒一区的温度为180℃，料筒二区的温度为190℃，料筒三区的温度为195℃，料筒四区的温度为185℃，造粒模具的温度为200℃，制成粒径为1.5mm的颗粒料；
47.(5)取步骤(4)制备的颗粒料，在粒料温度降到50℃时送入双螺杆挤出机内，挤出螺杆转速35r/min，加料螺杆转速为72r/min，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃，挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为45kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为30mpa，料温为175℃，螺杆与磨具接连处的温度为165℃，模具一区的温度为185℃，模具二区的温度为180℃，模具三区的温度为200℃，挤出制得排水管基体；
48.(6)排水管基体被挤出模具时立即定径，将挤出的管材坯料置入真空定型冷却箱中，排水管基体通压缩空气，其真空度为0.070mpa，压缩空气的定径压力为0.05mpa，制得定型的排水管基体；将定型的排水管基体全部浸于步骤(2)制得的改性聚氯乙烯复合乳液中，立刻捞出并再次进行紫外光照射，紫外光波长为400nm，照射时间为20min，烘干至恒重，制得成品。
49.对比例1
50.一种降噪吸声排水管，按重量份数计，主要包括：
51.50份的聚氯乙烯、7.5份的自制交联剂、300份的改性聚氯乙烯复合乳液、0.5份的增塑剂。
52.一种降噪吸声排水管，所述降噪吸声排水管的制备方法为：
53.(1)将乙基纤维素烘干至恒重；将马来酸酐加入反应器中，加入n,n
‑
二甲基二酰胺，搅拌均匀后加入烘干的乙基纤维素，马来酸酐、n,n
‑
二甲基二酰胺与烘干的乙基纤维素的质量比为3：1：10，充分混合均匀，50℃下在鼓风干燥箱中干燥10h；随后转入反应器中，并在氮气保护氛围下油浴加热至60℃，反应5h，制得自制交联剂；
54.(2)向聚氯乙烯中加入聚氯乙烯质量3倍的步骤(1)制备的自制交联剂，混合均匀后在密闭条件下进行紫外光照射，紫外光波长为320nm，照射时间为20min，制得排水管基料；
55.(3)向步骤(2)制得的排水管基料中加入排水管基料质量0.01倍的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，混合均匀并置入造粒机内，主机转速为42r/min，造粒机料筒一区的温度为160℃，料筒二区的温度为180℃，料筒三区的温度为185℃，料筒四区的温度为175℃，造粒模具的温度为190℃，制成粒径为1.5mm的颗粒料；
56.(4)取步骤(3)制备的颗粒料，在粒料温度降到40℃时送入双螺杆挤出机内，挤出螺杆转速35r/min，加料螺杆转速为72r/min，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃，挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为45kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为30mpa，料温为165℃，螺杆与磨具接连处的温度为155℃，模具一区的温度为175℃，模具二区的温度为170℃，模具三区的温度为190℃，挤出制得成品。
57.对比例2
58.一种降噪吸声排水管，按重量份数计，主要包括：
59.100份的聚氯乙烯、7.5份的马来酸酐、300份的改性聚氯乙烯复合乳液、0.5份的增塑剂。
60.一种降噪吸声排水管，所述降噪吸声排水管的制备方法为：
61.(1)向水性聚氨酯乳液中加入过硫酸钾、十二烷基硫酸钠及去离子水混合并搅拌均匀，水性聚氨酯乳液、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠与去离子水质量比为20：4：3：10，用质量分数1％的naoh溶液调节ph值至9，将体系转移至聚合釜中；将聚合釜密闭，减压、充氮、排气，重复操作三次后，加入水性聚氨酯乳液质量2.5倍的氯乙烯，于50℃下反应2h，反应完成后将聚合釜内压力降至0.3mpa时，快速降温终止反应，降温速率为20℃/min，出料、过滤、破乳、过滤、洗涤得改性聚氯乙烯复合乳液；
62.(2)向聚氯乙烯中加入聚氯乙烯质量3倍的马来酸酐，混合均匀后在密闭条件下进行紫外光照射，紫外光波长为320nm，照射时间为20min，制得排水管基料；
63.(3)向步骤(2)制得的排水管基料中加入排水管基料质量0.01倍的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，混合均匀并置入造粒机内，主机转速为42r/min，造粒机料筒一区的温度为160℃，料筒二区的温度为180℃，料筒三区的温度为185℃，料筒四区的温度为175℃，造粒模具的温度为190℃，制成粒径为1.5mm的颗粒料；
64.(4)取步骤(3)制备的颗粒料，在粒料温度降到40℃时送入双螺杆挤出机内，挤出螺杆转速35r/min，加料螺杆转速为72r/min，挤出一区温度为185℃，挤出二区温度175℃，挤出三区温度165℃，螺杆的扭距为45kgm，在螺杆的转动下料筒内的料压为30mpa，料温为
165℃，螺杆与磨具接连处的温度为155℃，模具一区的温度为175℃，模具二区的温度为170℃，模具三区的温度为190℃，挤出制得排水管基体；
65.(5)排水管基体被挤出模具时立即定径，将挤出的管材坯料置入真空定型冷却箱中，排水管基体通压缩空气，其真空度为0.055mpa，压缩空气的定径压力为0.02mpa，制得定型的排水管基体；将定型的排水管基体全部浸于步骤(2)制得的改性聚氯乙烯复合乳液中，立刻捞出并再次进行紫外光照射，紫外光波长为320nm，照射时间为10min，烘干至恒重，制得成品。
66.效果例1
67.下表1给出了采用本发明实施例1、2与对比例2的降噪吸声排水管的降噪吸声性能分析结果。
68.表1
[0069] 水流过程中的最大声音(db)实施例115实施例214对比例227
[0070]
效果例2
[0071]
下表2给出了采用本发明实施例1、2与对比例1的降噪吸声排水管的耐油污性能分析结果
[0072]
表2
[0073] 内壁水接触角(
°
)外壁水接触角(
°
)实施例14647实施例24746对比例1148144
[0074]
通过表1中实施例1、2与对比例2的实验数据比较可以明显发现，在制备降噪吸声排水管时制备的自制交联剂，可以提升排水管的降噪吸声性能，说明自制交联剂可以增强排水管的交联密度并使排水管具备降噪吸声性能；通过表2中实施例1、2与对比例1的实验数据比较可以明显发现，在降噪吸声排水管时挤出排水管基体后，在浸于改性聚氯乙烯复合乳液后立刻捞出进行紫外光照射，可以减小排水管内壁和外壁的水接触角，使排水管表面转变为亲水结构，形成水层达到耐油污的效果。
[0075]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。