一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201710443174.9 | 申请日 | 2017-06-13 | 公开(公告)号 | CN107189560A | 公开(公告)日 | 2017-09-22 |
| 申请人 | 安徽绿环泵业有限公司; | 发明人 | 凤元军; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种应用于 隔膜 泵 防腐 工件 涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）原材料称取备用、（2）初混料的加工制备、（3）成型料的加工制备、（4）成型料的挤出加工。本发明对聚乙烯材料进行了特殊的改性处理，改性后的聚乙烯材料具有良好的附着性、耐腐性，由其制得的涂膜 稳定性 高、附着性强，使用时不易开裂，有效提升了隔离泵防腐工件的使用性能和寿命，具有很高的经济价值。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法 技术领域背景技术[0002] 泵是现在人们生活中必不可少的机械设备之一，为日常的生产提供了便利。泵的种类较多，根据具体的使用情况可针对性的选择，其中隔膜泵是泵的一种，隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调制单元输出的控制信号。隔膜泵借助动力操作去改变流体流量，可以输送各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，具有很好的使用价值。隔膜泵中的一些工件需要进行防腐处理，如出水管座、泵盖等，对于此类的防腐工件目前多通过涂覆防腐涂膜来实现防腐目的，聚乙烯是一种热塑性工程塑料，具有优异的电性能、突出的耐化学稳定性、理想的耐寒性、良好的加工工艺性和物理机械性能，已被开发应用于防腐涂层，但其仍存在着耐光性、附着性、抗氧化性较差，易出现龟裂等缺陷问题。 发明内容[0003] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法。 [0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法，包括如下步骤： （1）原材料称取备用： 按重量份称取下列物质：120 140份聚乙烯树脂、5 10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4 8份~ ~ ~ 聚丙烯、2 5份甲基丙烯酸甲酯、1 3份2-咪唑烷酮、3 7份乙醇、6 10份乙酸-2-乙氧基乙酯、~ ~ ~ ~ 4 8份纳米二氧化钛、3 6份纳米氧化铝、2 5份纳米碳管、2 4份过氧化二异丙苯、0.2 0.5份~ ~ ~ ~ ~ 抗氧剂、1 2份促进剂、0.5 1.5份硅烷偶联剂； ~ ~ （2）初混料的加工制备： 将120 140份聚乙烯树脂、5 10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4 8份聚丙烯、2 5份甲基丙烯~ ~ ~ ~ 酸甲酯、4 8份纳米二氧化钛、3 6份纳米氧化铝和2 5份纳米碳管共同混合，先放入高速搅~ ~ ~ 拌机中进行搅拌处理，然后再将其放入密闭罐内，此时提升密闭罐内的温度至55 60℃，提~ 升密闭罐内的压力至4.5 5.0MPa，保温保压处理1.2 1.5h后，再快速的卸温卸压至常态，最~ ~ 后取出得初混料备用； （3）成型料的加工制备： 将步骤（2）所得的初混料与1 3份2-咪唑烷酮、3 7份乙醇、6 10份乙酸-2-乙氧基乙酯、~ ~ ~ 2 4份过氧化二异丙苯、0.2 0.5份抗氧剂、1 2份促进剂、0.5 1.5份硅烷偶联剂共同混合，~ ~ ~ ~ 放入高速搅拌机中进行搅拌处理，并保持搅拌时物料的温度为35 40℃，完成后取出得成型~ 料备用； （4）成型料的挤出加工： 将步骤（3）所得的成型料放入挤出机中，控制挤出时的温度为160 200℃，控制挤出时~ 的压力为6.5 7.5MPa，控制挤出时螺杆的转速为50 90转/分，然后对挤出的物料进行风冷、~ ~ 粉碎、磨粉处理，最后再过200 240目筛即可。 ~ [0006] 进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164中的任意一种。 [0007] 进一步的，所述的促进剂为环烷酸钴、异辛酸钴、异辛酸锌中的任意一种。 [0008] 进一步的，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560中的任意一种。 [0009] 进一步的，步骤（2）中所述的卸温卸压是指卸至常温常压，整个卸温卸压的时长为8 13min。 ~ [0010] 进一步的，步骤（2）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2400 2600转/分，搅拌的~时长为20 25min。 ~ [0011] 进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2000 2200转/分，搅拌的~时长为35 40min。 ~ [0012] 聚乙烯树脂在用作涂层原料时，其附着力和自身的防腐特性对工件最终的性能影响较大，其中附着力、防腐性等性能不仅取决于聚乙烯材料内的原料构成，还与加工制造的工艺有关，两者共同决定着整体的性能，本发明为了改善聚乙烯材料作为涂料的使用缺陷，从原料选择和加工工艺两方面着手，有效实现了对聚乙烯材料的改性处理。其中在原料选择上，通过向聚乙烯内添加不同种类的原料成分，有效改善了整体的物化特性基础，添加了乙烯-醋酸乙烯共聚物和甲基丙烯酸甲酯来提升抗冲击特性，添加了聚丙烯来提升抗冲击强度和拉伸强度，添加了2-咪唑烷酮、乙醇和乙酸-2-乙氧基乙酯来改善整体的加工特性和成膜特性，添加了纳米二氧化钛、纳米氧化铝和纳米碳管来提升整体的刚性、致密性，减少了孔隙率，然后又对上述原料进行了一次特殊的工艺处理，将初混料进行了特殊的高温高压处理，并在短时间内进行了卸温卸压处理，经过此方式的处理，可有效的降低原材料分子链的聚合度，并破坏其支链结构，有利于后续材料分子间的相互融合，可增强改善成品的物化特性，减少了龟裂、脱落等不良现象的发生几率，最后在挤出加工操作中，显著提升了挤出的压力，此操作能进一步提升物料成分间的相互融合，提升了整体的结晶度，增强了组织的致密性，减少了孔隙率，同时又强化了纳米二氧化钛与周围物料成分作用界面上形成的亚稳相结构强度，即增强了纳米二氧化钛等纳米颗粒与聚乙烯基体成分间的结合牢度，步骤（2）中对原料的高温高压处理操作更利于提升步骤（4）成品挤出的增压挤出效果，最终有效实现了对聚乙烯材料的改性操作。 [0013] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明对聚乙烯材料进行了特殊的改性处理，改性后的聚乙烯材料具有良好的附着性、耐腐性，由其制得的涂膜稳定性高、附着性强，使用时不易开裂，有效提升了隔离泵防腐工件的使用性能和寿命，具有很高的经济价值。 具体实施方式[0014] 实施例1一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法，包括如下步骤： （1）原材料称取备用： 按重量份称取下列物质：120份聚乙烯树脂、5份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4份聚丙烯、2份甲基丙烯酸甲酯、1份2-咪唑烷酮、3份乙醇、6份乙酸-2-乙氧基乙酯、4份纳米二氧化钛、3份纳米氧化铝、2份纳米碳管、2份过氧化二异丙苯、0.2份抗氧剂、1份促进剂、0.5份硅烷偶联剂； （2）初混料的加工制备： 将120份聚乙烯树脂、5份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4份聚丙烯、2份甲基丙烯酸甲酯、4份纳米二氧化钛、3份纳米氧化铝、2份纳米碳管共同混合，先放入高速搅拌机中进行搅拌处理，然后再将其放入密闭罐内，此时提升密闭罐内的温度至55℃，提升密闭罐内的压力至 4.5MPa，保温保压处理1.2h后，再快速的卸温卸压至常态，最后取出得初混料备用； （3）成型料的加工制备： 将步骤（2）所得的初混料与1份2-咪唑烷酮、3份乙醇、6份乙酸-2-乙氧基乙酯、2份过氧化二异丙苯、0.2份抗氧剂、1份促进剂、0.5份硅烷偶联剂共同混合，放入高速搅拌机中进行搅拌处理，并保持搅拌时物料的温度为35℃，完成后取出得成型料备用； （4）成型料的挤出加工： 将步骤（3）所得的成型料放入挤出机中，控制挤出时的温度为160 170℃，控制挤出时~ 的压力为6.5MPa，控制挤出时螺杆的转速为50 60转/分，然后对挤出的物料进行风冷、粉~ 碎、磨粉处理，最后再过200 240目筛即可。 ~ [0015] 进一步的，所述的聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂，其平均分子量为60000~65000，熔融指数为1.5 2.5g/10min。 ~ [0016] 进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。 [0017] 进一步的，所述的促进剂为环烷酸钴。 [0018] 进一步的，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。 [0019] 进一步的，步骤（2）中所述的卸温卸压是指卸至常温常压，整个卸温卸压的时长为8 10min。 ~ [0020] 进一步的，步骤（2）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2400转/分，搅拌的时长为20min。 [0021] 进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2000转/分，搅拌的时长为35min。 [0022] 实施例2一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法，包括如下步骤： （1）原材料称取备用： 按重量份称取下列物质：130份聚乙烯树脂、8份乙烯-醋酸乙烯共聚物、6份聚丙烯、4份甲基丙烯酸甲酯、2份2-咪唑烷酮、5份乙醇、8份乙酸-2-乙氧基乙酯、6份纳米二氧化钛、5份纳米氧化铝、3份纳米碳管、3份过氧化二异丙苯、0.4份抗氧剂、1.5份促进剂、1份硅烷偶联剂； （2）初混料的加工制备： 将130份聚乙烯树脂、8份乙烯-醋酸乙烯共聚物、6份聚丙烯、4份甲基丙烯酸甲酯、6份纳米二氧化钛、5份纳米氧化铝、3份纳米碳管共同混合，先放入高速搅拌机中进行搅拌处理，然后再将其放入密闭罐内，此时提升密闭罐内的温度至58℃，提升密闭罐内的压力至 4.8MPa，保温保压处理1.4h后，再快速的卸温卸压至常态，最后取出得初混料备用； （3）成型料的加工制备： 将步骤（2）所得的初混料与2份2-咪唑烷酮、5份乙醇、8份乙酸-2-乙氧基乙酯、3份过氧化二异丙苯、0.4份抗氧剂、1.5份促进剂、1份硅烷偶联剂共同混合，放入高速搅拌机中进行搅拌处理，并保持搅拌时物料的温度为38℃，完成后取出得成型料备用； （4）成型料的挤出加工： 将步骤（3）所得的成型料放入挤出机中，控制挤出时的温度为170 180℃，控制挤出时~ 的压力为7.5MPa，控制挤出时螺杆的转速为60 70转/分，然后对挤出的物料进行风冷、粉~ 碎、磨粉处理，最后再过200 240目筛即可。 ~ [0023] 进一步的，所述的聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂，其平均分子量为60000~65000，熔融指数为1.5 2.5g/10min。 ~ [0024] 进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1076。 [0025] 进一步的，所述的促进剂为异辛酸钴。 [0026] 进一步的，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。 [0027] 进一步的，步骤（2）中所述的卸温卸压是指卸至常温常压，整个卸温卸压的时长为10 11min。 ~ [0028] 进一步的，步骤（2）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2500转/分，搅拌的时长为23min。 [0029] 进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2100转/分，搅拌的时长为38min。 [0030] 实施例3一种应用于隔膜泵防腐工件涂膜的改性聚乙烯材料的制备方法，包括如下步骤： （1）原材料称取备用： 按重量份称取下列物质：140份聚乙烯树脂、10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8份聚丙烯、5份甲基丙烯酸甲酯、3份2-咪唑烷酮、7份乙醇、10份乙酸-2-乙氧基乙酯、8份纳米二氧化钛、 6份纳米氧化铝、5份纳米碳管、4份过氧化二异丙苯、0.5份抗氧剂、2份促进剂、1.5份硅烷偶联剂； （2）初混料的加工制备： 将140份聚乙烯树脂、10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8份聚丙烯、5份甲基丙烯酸甲酯、8份纳米二氧化钛、6份纳米氧化铝、5份纳米碳管共同混合，先放入高速搅拌机中进行搅拌处理，然后再将其放入密闭罐内，此时提升密闭罐内的温度至60℃，提升密闭罐内的压力至 5.0MPa，保温保压处理1.5h后，再快速的卸温卸压至常态，最后取出得初混料备用； （3）成型料的加工制备： 将步骤（2）所得的初混料与2-咪唑烷酮、7份乙醇、10份乙酸-2-乙氧基乙酯、4份过氧化二异丙苯、0.5份抗氧剂、2份促进剂、1.5份硅烷偶联剂共同混合，放入高速搅拌机中进行搅拌处理，并保持搅拌时物料的温度为40℃，完成后取出得成型料备用； （4）成型料的挤出加工： 将步骤（3）所得的成型料放入挤出机中，控制挤出时的温度为190 200℃，控制挤出时~ 的压力为7.5MPa，控制挤出时螺杆的转速为80 90转/分，然后对挤出的物料进行风冷、粉~ 碎、磨粉处理，最后再过200 240目筛即可。 ~ [0031] 进一步的，所述的聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂，其平均分子量为60000~65000，熔融指数为1.5 2.5g/10min。 ~ [0032] 进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂164。 [0033] 进一步的，所述的促进剂为异辛酸锌。 [0034] 进一步的，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。 [0035] 进一步的，步骤（2）中所述的卸温卸压是指卸至常温常压，整个卸温卸压的时长为11 13min。 ~ [0036] 进一步的，步骤（2）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2600转/分，搅拌的时长为25min。 [0037] 进一步的，步骤（3）中所述的高速搅拌机中搅拌的转速为2200转/分，搅拌的时长为40min。 [0038] 对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比，其所用的原料成分中不含有乙酸-2-乙氧基乙酯和聚丙烯，除此外的方法步骤均相同。 [0039] 对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（2）初混料的加工制备中高温高压和卸温卸压处理，除此外的方法步骤均相同。 [0040] 对比实施例3本对比实施例3与实施例2相比，将步骤（4）成型料的挤出加工中挤出时的压力调整至常规的0.1 3.0MPa，除此外的方法步骤均相同。 ~ [0041] 空白对照组不经过任何改性处理的聚乙烯材料。 [0042] 为了对比本发明效果，选用实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3所述方法对应制得的改性聚乙烯材料，以及空白对照组所述的原有的未改性的聚乙烯材料作为涂膜原料，然后对上述材料进行性能检测，下表1为对应各组的抗老化特性：表1 户外暴露 100℃烘箱中烘烤 实施例2 一年后无变化 5000h后无明显变化 对比实施例1 半年后无变化 3500h后无明显变化 对比实施例2 半年后无变化 4500h后无明显变化 对比实施例3 半年后无变化 4000h后无明显变化 空白对照组 十五天后伸长率下降、不能使用 800h后变脆 由上表1可以看出，本发明处理后的聚乙烯材料的抗老化性能得到显著的提升，自身的性能稳定性较高，使用价值较高。 [0043] 下表2为对应各组的涂膜特性：表2 涂膜厚度（μm） 附着力（级） 弯曲 实施例2 250±20 2 180°裂开 对比实施例1 250±20 2 120°裂开 对比实施例2 250±20 3 95°裂开 对比实施例3 250±20 2 150°裂开 空白对照组 250±20 3 60°裂开 由上表2可以看出，本发明改性后的聚乙烯材料的涂膜特性得到了显著提升，降低了涂覆后龟裂、脱落的几率，使用价值较高。 [0044] 下表3为对应各组的耐酸碱特性：表3 30%NaOH 10%HNO3 实施例2 无异常变化 无异常变化 对比实施例1 表面出现轻微脱落、黄化、气泡现象 表面出现轻微脱落、黄化、气泡现象对比实施例2 表面出现明显脱落、黄化、气泡现象 表面出现明显脱落、黄化、气泡现象对比实施例3 无异常变化 表面出现轻微脱落、黄化、气泡现象 空白对照组 表面出现严重脱落、黄化、气泡现象 表面出现严重脱落、黄化、气泡现象注：上表3中所述的30%NaOH和10%HNO3指标均参照GB1763-79进行测试。 [0045] 由上表3可以看出，本发明方法改性后的聚乙烯材料对酸碱腐蚀抗性较好，能有效的对泵工件起到增强防腐的效果。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈