本發明屬于鹽堿地治理技術領域，具體涉及一種鹽堿地用高強度濾料波管及其制備方法。

背景技術：

鹽堿土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。鹽土指土壤中可溶性鹽分含量達到一定程度，能夠對植物的生長和發育產生明顯危害的土類。堿土指土壤中含有大量交換性離子，數量達到能夠危害植物生長和發育的程度，并使土壤性質發生改變的土壤。土壤的鹽堿化指由于土壤中鹽堿離子的大量積累，土壤類型逐漸向鹽堿土轉變的過程，其影響因素包括自然因素和人為因素。通常情況下鹽堿土壤容易出現板結現象，導致土壤的孔隙度變小，土壤透氣性和透水性變差，嚴重影響到土壤中微生物的代謝，降低各種酶的活性和碳、氮元素礦質化程度，土壤中有機質的轉化變慢，最終會導致土壤日益貧瘠。土壤含有的大量鹽離子也會嚴重影響到鹽堿地植物正常的生理機能，抑制其生長和發育。另外，隨著社會經濟的發展和人類活動的不斷加劇，鹽堿地資源越來越受到關注，不合理的灌溉制度也造成土壤次生鹽堿化加劇。第二屆國際可持續發展大會就指出，未來會嚴重威脅世界農業可持續發展的是土地的鹽堿化、沙漠化和水土流失3大問題。

暗管排水技術是農田漬、澇害防治和鹽堿地治理重要的技術措施，在國內外被廣泛使用。現有的濾料波管要么耐候性能差，要么抗壓性能低，要么使用壽命短。

技術實現要素：

本發明主要提供了一種鹽堿地用高強度濾料波管及其制備方法，制備的濾料波管適用于鹽堿地排鹽使用，使用壽命長。其技術方案如下：所述濾料波管由支撐層和膜層組成，膜層涂覆于支撐層的外表面形成三明治結構；

支撐層的材質由以下組分組成：玻璃纖維、氧化鈣、聚烯烴樹脂、聚酯、聚苯硫醚、石墨烯水溶液、硅烷偶聯劑；

膜層的材質為聚四氟乙烯。

優選的，支撐層的材質由以下重量份組分組成：玻璃纖維8-15份、氧化鈣10-15份、聚烯烴樹脂10-15份、聚酯1-5份、聚苯硫醚1-5份、石墨烯水溶液0.1-1份、硅烷偶聯劑0.5-1份。

優選的，所述氧化鈣的粒徑為納米級，所述石墨烯水溶液為氧化石墨烯和/或還原態石墨烯水溶液。

優選的，所述石墨烯水溶液的制備方法為：將石墨粉通過氧化-還原的方法通過石墨-氧化石墨烯-石墨烯的步驟制得氧化石墨烯或還原態石墨烯，使其超聲分散于水貨有機溶劑中，即得石墨烯分散液。

優選的，所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚偏氟乙烯中的一種或幾種。

優選的，所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述聚烯烴樹脂為馬來酸酐接枝的聚丙烯樹脂或馬來酸酐接枝的聚乙烯樹脂。

優選的，膜層在5.5m/s風速下的阻力為20～30Pa。

優選的，所述濾料波管的厚度為1-10mm，在1.0mbar的氣壓下透氣性大于2000L/m²·s，所述濾料波管的滲透系數不小于0.4cm/s。

一種鹽堿地用高強度濾料波管的制備方法，包括以下步驟：

(a)將配方量的玻璃纖維、氧化鈣、聚烯烴樹脂、聚酯、聚苯硫醚、石墨烯水溶液、硅烷偶聯劑加入反應釜；

(b)在溫度220～280℃、壓力1.5～2.5MPa下，原料反應1～5小時，攪拌速率10～100rpm；

(c)在溫度230～290℃、壓力-0.01～0.07MPa下，原料反應0.5～2.5小時，攪拌速率5～20rpm；

(d)將混料加入雙螺桿擠出機中擠出成型，為支撐層(1)；

(e)將制備完成的支撐層(1)放入聚四氟乙烯乳液中浸漬50-100S，干燥即可。

采用上述鹽堿地用高強度濾料波管及其制備方法，本發明具有以下優點：

本發明的濾料波管采用三明治結構，在特殊材料的支撐層外部涂覆膜層，在保證波管強度的同時，抗酸抗堿強，耐腐蝕。對于支撐層，其中含有機械強度高的玻璃纖維，提高了波管整體的強度及抗拉性能。通過馬來酸酐接枝改性聚丙烯或聚乙烯，可極大地改善其他填料和聚丙烯間的親和性，提高材料整體的分散性，從而提高材料整體的拉伸和沖擊強度。通過把石墨烯氧化，并把其分散于水或有機溶劑中，提高了石墨烯材料的分散度，也提高了其在整個材料中的穩定性和有效性，使支撐層具有易加工、力學強度高的特點。

附圖說明

圖1為本發明中的鹽堿地用高強度濾料波管的結構圖。

其中，1：支撐層，2、膜層。

具體實施方式

實施例1

1.如圖1所示，為鹽堿地用高強度濾料波管，所述濾料波管由支撐層1和膜層2組成，膜層2涂覆于支撐層1的外表面形成三明治結構。支撐層1的材質由以下重量份組分組成：玻璃纖維10份、氧化鈣12份、聚烯烴樹脂12份、聚酯3份、聚苯硫醚2份、10wt％的石墨烯分散液15份、硅烷偶聯劑1份。

其中，所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯。

所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述交聯劑為過氧化苯甲酰和過氧化二叔丁基的混合。

所述聚烯烴樹脂為馬來酸酐接枝的聚丙烯樹脂。

2.上述鹽堿地用高強度濾料波管的制備方法如下：

(a)將配方量的玻璃纖維、氧化鈣、聚烯烴樹脂、聚酯、聚苯硫醚、石墨烯分散液、硅烷偶聯劑加入反應釜；

(b)在溫度250℃、壓力2MPa下，原料反應3小時，攪拌速率50rpm；

(c)在溫度260℃、壓力0MPa下，原料反應1.5小時，攪拌速率15rpm；

(d)將混料加入雙螺桿擠出機中擠出成型，為支撐層1；

(e)將制備完成的支撐層1放入聚四氟乙烯乳液中浸漬50-100S，干燥即可。

制備完成的鹽堿地用高強度濾料波管的厚度為8mm，在1.0mbar的氣壓下透氣性為2500L/m²·s，在5.5m/s風速下的阻力為23Pa，所述濾料波管的滲透系數為0.6cm/s。

實施例2

1.鹽堿地用高強度濾料波管由支撐層1和膜層2組成，膜層2涂覆于支撐層1的外表面形成三明治結構。支撐層1的材質由以下重量份組分組成：玻璃纖維8份、氧化鈣10份、聚烯烴樹脂11份、聚酯5份、聚苯硫醚1份、5wt％的石墨烯分散液20份、硅烷偶聯劑1份。

其中，所述聚酯為聚對苯二甲酸丁二醇酯。

所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述交聯劑為過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧基)己烷和二(叔丁基過氧化異丙基)的混合。

所述聚烯烴樹脂為馬來酸酐接枝的聚乙烯樹脂。

2.上述鹽堿地用高強度濾料波管的制備方法如下：

(a)將配方量的玻璃纖維、氧化鈣、聚烯烴樹脂、聚酯、聚苯硫醚、石墨烯分散液、硅烷偶聯劑加入反應釜；

(b)在溫度220℃、壓力2.5MPa下，原料反應1小時，攪拌速率100rpm；

(c)在溫度260℃、壓力-0.01MPa下，原料反應1小時，攪拌速率15rpm；

(d)將混料加入雙螺桿擠出機中擠出成型，為支撐層1；

(e)將制備完成的支撐層1放入聚四氟乙烯乳液中浸漬50S，干燥即可。

制備完成的鹽堿地用高強度濾料波管的厚度為10mm，在1.0mbar的氣壓下透氣性為2200L/m²·s，在5.5m/s風速下的阻力為26Pa，所述濾料波管的滲透系數為0.4cm/s。

實施例3

1.鹽堿地用高強度濾料波管由支撐層1和膜層2組成，膜層2涂覆于支撐層1的外表面形成三明治結構。支撐層1的材質由以下重量份組分組成：玻璃纖維15份、氧化鈣15份、聚烯烴樹脂15份、聚酯1份、聚苯硫醚5份、8wt％的石墨烯分散液10份、硅烷偶聯劑0.5份。

其中，所述聚酯為聚偏氟乙烯。

所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述交聯劑過氧化二叔丁基和過氧化二異丙苯的混合。

所述聚烯烴樹脂為馬來酸酐接枝的聚丙烯樹脂和馬來酸酐接枝的聚乙烯樹脂的混和。

所述碎石的粒徑為0.04mm。

2.上述鹽堿地用高強度濾料波管的制備方法如下：

(a)將配方量的玻璃纖維、氧化鈣、聚烯烴樹脂、聚酯、聚苯硫醚、石墨烯分散液、硅烷偶聯劑加入反應釜；

(b)在溫度280℃、壓力1.5MPa下，原料反應5小時，攪拌速率10rpm；

(c)在溫度230℃、壓力0.07MPa下，原料反應2.5小時，攪拌速率5rpm；

(d)將混料加入雙螺桿擠出機中擠出成型，為支撐層1；

(e)將制備完成的支撐層1放入聚四氟乙烯乳液中浸漬100S，干燥即可。

制備完成的鹽堿地用高強度濾料波管的厚度為4mm，在1.0mbar的氣壓下透氣性為2800L/m²·s，在5.5m/s風速下的阻力為16Pa，所述濾料波管的滲透系數為0.5cm/s。

實施例4

1.鹽堿地用高強度濾料波管由支撐層1和膜層2組成，膜層2涂覆于支撐層1的外表面形成三明治結構。支撐層1的材質由以下重量份組分組成：玻璃纖維11份、氧化鈣13份、聚烯烴樹脂10份、聚酯2份、聚苯硫醚5份、5wt％的石墨烯分散液12份、硅烷偶聯劑0.8份。

其中，所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚偏氟乙烯的混和。

所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述交聯劑為二(叔丁基過氧化異丙基)苯。

所述聚烯烴樹脂為馬來酸酐接枝的聚丙烯樹脂。

2.上述鹽堿地用高強度濾料波管的制備方法如下：

(a)將配方量的玻璃纖維、氧化鈣、聚烯烴樹脂、聚酯、聚苯硫醚、石墨烯分散液、硅烷偶聯劑加入反應釜；

(b)在溫度250℃、壓力2MPa下，原料反應4小時，攪拌速率60rpm；

(c)在溫度250℃、壓力0.02MPa下，原料反應1.5小時，攪拌速率15rpm；

(d)將混料加入雙螺桿擠出機中擠出成型，為支撐層1；

(e)將制備完成的支撐層1放入聚四氟乙烯乳液中浸漬80S，干燥即可。

制備完成的鹽堿地用高強度濾料波管的厚度為7mm，在1.0mbar的氣壓下透氣性為2000L/m²·s，在5.5m/s風速下的阻力為23Pa，所述濾料波管的滲透系數為0.6cm/s。

性能測試

取實施例1-4制備完成的濾料波管，分別測定其工作壓力、斷裂伸長率、耐腐蝕性、冷熱變形溫度等，測試結果如下表1所示：

表1性能結果

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。