[发明专利]一种纤维增强型缠绕结构壁塑料管材及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强型缠绕结构壁塑料管材，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50～60份、改性碳纳米管/纤维素复合纤维10～15份、轻质碳酸钙2～5份、聚乙烯蜡0.5～1份、三羟甲基丙烷5～9份、增韧剂0.1～0.5份、黑色母粒1～2份；

所述改性碳纳米管/纤维素复合纤维的制备方法包括以下步骤：

碳纳米管改性：将碳纳米管加入到浓度为2mol/L氢氧化纳溶液中，在回流条件下加热0.5h，过滤，洗涤成中性，并于100℃下烘干，再加入浓硫酸溶液，于110℃磁力搅拌回流加热8h，然后用0.45μm的膜过滤，收集膜上黑色物质，洗涤、过滤，使其滤液成中性，将收集的黑色物质于100℃下烘干备用，得到改性碳纳米管；

载体溶液：将纤维素溶解到浓度为85wt％N-甲基玛琳-N氧化物的水溶液中，制得纤维素浓度为6～10wt％的载体溶液；

将改性碳纳米管与载体溶液混合，于转速100-200r/min搅拌0.5～1h，制得改性碳纳米管母液，所述改性碳纳米管母液中的改性碳纳米管与纤维素的质量比为1:(1～10)；

将改性碳纳米管母液注入到浓度为6～10wt％的纤维素纺丝液中，随后进行挤出、凝固和牵伸，制得改性碳纳米管/纤维素复合纤维，所述改性碳纳米管母液与纤维素纺丝液的质量比为1:(2～10)。

2.根据权利要求1所述的纤维增强型缠绕结构壁塑料管材，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯52份、改性碳纳米管/纤维素复合纤维12份、轻质碳酸钙3份、聚乙烯蜡0.8份、三羟甲基丙烷5份、增韧剂0.2份、黑色母粒1.5份。

3.根据权利要求2所述的纤维增强型缠绕结构壁塑料管材，其特征在于，所述增韧剂为CPE或ACR。

4.根据权利要求1～3任一项所述的纤维增强型缠绕结构壁塑料管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料预处理：取聚氯乙烯50～60份、改性碳纳米管/纤维素复合纤维10～15份、轻质碳酸钙2～5份、聚乙烯蜡0.5～1份、三羟甲基丙烷5～9份、增韧剂0.1～0.5份、黑色母粒1～2份混合后，再投入混合机中混料2～4小时，取出干燥，得到预混物；

(2)将步骤(1)得到的预混物投入到研磨装置中，于1000～2000r/min的研磨速度研磨10～15min，得到共混物；

(3)将步骤(2)得到的共混物置于200℃～400℃的鼓风干燥箱中烘干3～5小时；

(4)将步骤(3)烘干后的共混物用双螺杆挤出机熔融共混，并挤出连续的带材；

(5)将带材螺旋单层缠绕在螺旋滚轴上，形成缠绕结构的管体；

(6)在相邻带材上添加热熔胶粘接融合，所述粘接融合温度为140～160℃；

(7)使用压轮对相邻带材的熔接间隙进行碾压，冷却至室温成型。

5.根据权利要求4所述的纤维增强型缠绕结构壁塑料管材的制备方法，其特征在于，所述的热熔胶为PES热熔胶。

6.根据权利要求5所述的纤维增强型缠绕结构壁塑料管材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的干燥温度为120℃～180℃。

7.根据权利要求6所述的纤维增强型缠绕结构壁塑料管材的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中双螺杆挤出机熔融共混温度为300～350℃，螺杆转速为100～120r/min，压力控制在10～15MPa。

8.根据权利要求1所述的纤维增强型缠绕结构壁塑料管材，其特征在于，所述碳纳米管与氢氧化纳溶液的固液比为5g/(10～20ml)。