本發(fā)明涉及PVC管材及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導電炭黑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钪袘米顝V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）復合材料。研究結(jié)果表明：當成型射壓為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%（相對于復合材料質(zhì)量而言）時，復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，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，提供一種導電炭黑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：
一種導電炭黑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、玻璃纖維13-15、導電炭黑6-8、納米硫酸鋇2.2-2.5、凹凸棒土18-20、陶瓷纖維5-7、氧化鑭3.6-3.9、木漿4-6、三甲氧基硅烷5.3-5.7、蓖麻油2-4、茶多酚1.2-1.5、苯丙乳液3-5、水適量。
所述的一種導電炭黑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）將導電炭黑、三甲氧基硅烷分散于適量水中形成分散液，加入玻璃纖維浸漬10-12小時，取出后經(jīng)過烘制得到導電炭黑涂覆的玻璃纖維；
（2）將茶多酚溶于水配制成質(zhì)量分數(shù)為3-5%的溶液，加入凹凸棒土浸漬8-10小時過濾烘干，加入氧化鑭、納米硫酸鋇混勻于810-910℃焙燒1-2小時，冷卻加入苯丙乳液、陶瓷纖維放入球磨機中球磨2-3小時，烘干得改性凹凸棒土；
（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）干燥處理后的PVC樹脂、步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分投入雙螺桿擠出機中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)明將導電炭黑經(jīng)三甲氧基硅烷偶聯(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，導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)明還將凹凸棒土經(jīng)氧化鑭、納米硫酸鋇改性處理作為改性填料添加到原料中，提高了產(chǎn)品的耐溫性，減輕了材料的密度，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，具有耐刮擦、抗靜電、強度高、抗剪切性高的優(yōu)點。
具體實施方式
一種導電炭黑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、玻璃纖維13、導電炭黑6、納米硫酸鋇2.2、凹凸棒土18、陶瓷纖維5、氧化鑭3.6、木漿4、三甲氧基硅烷5.3、蓖麻油2、茶多酚1.2、苯丙乳液3、水適量。
所述的一種導電炭黑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）將導電炭黑、三甲氧基硅烷分散于適量水中形成分散液，加入玻璃纖維浸漬10-12小時，取出后經(jīng)過烘制得到導電炭黑涂覆的玻璃纖維；
（2）將茶多酚溶于水配制成質(zhì)量分數(shù)為3-5%的溶液，加入凹凸棒土浸漬8-10小時過濾烘干，加入氧化鑭、納米硫酸鋇混勻于810-910℃焙燒1-2小時，冷卻加入苯丙乳液、陶瓷纖維放入球磨機中球磨2-3小時，烘干得改性凹凸棒土；
（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）干燥處理后的PVC樹脂、步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分投入雙螺桿擠出機中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79.2 MPa；剪切強度為59.3 MPa；彎曲強度比純PVC管提高了70.2%。