本發(fā)明涉及PVC管材及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種淀粉涂覆玻璃纖維增強改性的煤礦井專用PVC管及其制作方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯（PVC）樹脂是是我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用最廣泛、用量最大的熱塑性樹脂之一，它具有輕質(zhì)、絕緣性好、難燃燒、高力學(xué)性能、價格低廉、原料來源豐富、制造工藝成熟等特點，因而在煤礦井礦用管材料等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。然而，它還存在一些難以克服的沖擊性能差、熱穩(wěn)定性欠佳等缺點，為了克服聚氯乙烯的以上缺陷許多學(xué)者在PVC增韌改性方面進行了大量的研究，目前玻璃纖維逐漸進入了PVC改性研究者的視野中，比如文獻《玻璃纖維/聚氯乙烯復(fù)合材料的制備與性能研究》采用注塑成型法制備了玻璃纖維/PVC（聚氯乙烯）復(fù)合材料。研究結(jié)果表明：當(dāng)成型射壓為130MPa、保壓為100MPa、背壓為0.5MPa、成型溫度為420℃、模具溫度為100℃和w（玻璃纖維）=15%（相對于復(fù)合材料質(zhì)量而言）時，復(fù)合材料的綜合性能相對最好，其拉伸強度（77.4MPa）和剪切強度（57.4MPa）相對最大，并且制品表面光滑顏色正常，彎曲強度比純PVC提高了68.4%。
眾所周知，煤礦是一個特殊的作業(yè)環(huán)境，陰暗、潮濕、空間狹小，有時會有落石，這就需要PVC管材不僅要有足夠的抗沖擊強度，還要有抗靜電、阻燃、耐磨、抗菌、防腐性等性能。然而由于聚氯乙烯高度絕緣，其表面電阻高達1014Ω左右，這種絕緣性能常常使聚氯乙烯制成品在生產(chǎn)、儲運、使用過程中產(chǎn)生靜電而容易造成燃爆事故，而文獻中未進行抗靜電改性，另外文獻中由于玻璃纖維與聚氯乙烯相容性差，制得的聚氯乙烯復(fù)合材料的抗沖擊性、剪切強度、拉伸強度等無法滿足煤礦井礦用管要求的技術(shù)指標(biāo)，且耐磨、抗菌、防腐性較差，以上缺陷限制了聚氯乙烯在煤礦井下的推廣應(yīng)用。為改善以上缺陷，需要對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝及配方比例加以改進，以制備出具有抗拉強度高、抗靜電、耐磨、抗菌防腐耐老化等優(yōu)點的煤礦井下礦用管用改性聚氯乙烯。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種淀粉涂覆玻璃纖維增強改性的煤礦井專用PVC管及其制作方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種淀粉涂覆玻璃纖維增強改性的煤礦井專用PVC管，由下列重量份的原料制成：PVC樹脂100、尼龍66顆粒13-15、玻璃纖維15-16、淀粉4-6、硬脂酸1-2、納米氧化銻2.1-2.5、無水氯化鎂0.4-0.5、樹木灰燼21-23、癸二酸二辛酯2-4、氧化鉺3.4-4.3、胡椒堿1.5-1.8、氨丙基三乙氧基硅烷5.3-5.8、水適量。
所述的一種淀粉涂覆玻璃纖維增強改性的煤礦井專用PVC管的制作方法，包括以下步驟：
（1）將淀粉加入適量水加熱煮沸糊化，降溫至50-60℃加入氨丙基三乙氧基硅烷、胡椒堿超聲分散形成分散液，加入玻璃纖維浸漬10-12小時，取出后經(jīng)過烘制得到淀粉涂覆的玻璃纖維；
（2）將無水氯化鎂溶于水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-5%的溶液，加入樹木灰燼浸漬8-10小時過濾烘干，加入氧化鉺、納米氧化銻混勻于860-930℃焙燒1-2小時，冷卻加入癸二酸二辛酯放入球磨機中球磨2-3小時，烘干得改性樹木灰燼；
（3）將PVC樹脂放入干燥箱中于110-115℃處理6-8小時，密封保存?zhèn)溆茫?/p>
（4）將步驟（3）物料投入雙螺桿擠出機中，加入尼龍66顆粒、步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分熔融共混并造粒得混合粒子；
（5）最后將步驟（4）混合粒子放入塑料注塑成型機中注塑成型，出料。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明將淀粉經(jīng)氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)涂覆于玻璃纖維表面作為增強材料添加到原料中，一方面改善了玻璃纖維在PVC基體中的相容性，另一方面，當(dāng)在外力沖擊的過程中，PVC基體受到的沖擊力傳遞至玻璃纖維上并由其承擔(dān)，導(dǎo)致玻璃纖維斷裂或從PVC基體中吸收大量的能量，從而達到增韌的目的；同時本發(fā)明還將樹木灰燼經(jīng)氧化鉺、納米氧化銻改性處理作為改性填料添加到原料中，提高了產(chǎn)品的韌性和耐磨性能，再配伍添加其他有效助劑制得的PVC管用于煤礦井環(huán)境中，具有耐磨、耐熱、耐腐蝕的優(yōu)點，且該方法操作方便、節(jié)能環(huán)保。
具體實施方式
一種淀粉涂覆玻璃纖維增強改性的煤礦井專用PVC管，由下列重量份的原料制成：PVC樹脂100、尼龍66顆粒13、玻璃纖維15、淀粉4、硬脂酸1、納米氧化銻2.1、無水氯化鎂0.4、樹木灰燼21、癸二酸二辛酯2、氧化鉺3.4、胡椒堿1.5、氨丙基三乙氧基硅烷5.3、水適量。
所述的一種淀粉涂覆玻璃纖維增強改性的煤礦井專用PVC管的制作方法，包括以下步驟：
（1）將淀粉加入適量水加熱煮沸糊化，降溫至50-60℃加入氨丙基三乙氧基硅烷、胡椒堿超聲分散形成分散液，加入玻璃纖維浸漬10-12小時，取出后經(jīng)過烘制得到淀粉涂覆的玻璃纖維；
（2）將無水氯化鎂溶于水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-5%的溶液，加入樹木灰燼浸漬8-10小時過濾烘干，加入氧化鉺、納米氧化銻混勻于860-930℃焙燒1-2小時，冷卻加入癸二酸二辛酯放入球磨機中球磨2-3小時，烘干得改性樹木灰燼；
（3）將PVC樹脂放入干燥箱中于110-115℃處理6-8小時，密封保存?zhèn)溆茫?/p>
（4）將步驟（3）物料投入雙螺桿擠出機中，加入尼龍66顆粒、步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分熔融共混并造粒得混合粒子；
（5）最后將步驟（4）混合粒子放入塑料注塑成型機中注塑成型，出料。
利用本發(fā)明制得的煤礦井專用PVC管的表面光滑且顏色正常，綜合性能相對最好，其拉伸強度為79.8 MPa；剪切強度為58.7 MPa；彎曲強度比純PVC管提高了69.8%。