本发明涉及塑料软管制造技术领域，具体涉及一种输水灌溉用塑料软管的制备方法。
背景技术
软管是现代工业中的重要部件。相比于硬质管材，软管具有下述特点：节距之间灵活，有较好的伸缩性，无阻塞和僵硬，重量轻、口径一致性好，柔软性、重复弯曲性、挠性好，耐腐蚀性、耐高温性好，防鼠咬、耐磨损好，防止内部电线受到磨损，耐弯折、抗拉性能、抗侧压性强，柔软顺滑、易于穿线安装定位等。
由于全球的气候条件与人口的增长，全球水资源供需矛盾日益加剧，我国更是严重缺水国家，而总用水量中，灌溉用水占70％。以往采用沟渠输水渗漏损失和蒸发损失，而采用输水管可以减少甚至杜绝损失，从而大幅度的提高沟渠水资源的利用系数。在全国大力推广节水灌溉的过程中，作为滴灌系统中的重要输水管路经常暴露于地表，长时间遭受太阳的暴晒，它要求输水管的耐爆破压力及韧性较高，而且要便于安装。以往，输水管的类型主要有钢管、pvc管，还有普通pe管、以及白布软管。但是，钢管易腐蚀，严重时漏气漏水，影响生产安全，而且安装不方便。pvc硬管僵硬，不易弯曲，脆性大，安装不便；软pvc管耐压差。普通pe管一直没有标准来科学引导生产，再加上对树脂牌号的选择缺乏了解应用中出现了一些变形超量，特别是壁厚偏差较大，而引起接头处漏水的情况经常出现。因此，如何能够通过对材料及制备工艺的改进而提高塑料软管的韧性就显得尤为关键。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种输水灌溉用塑料软管的制备方法，该方法是将聚四氟乙烯、辛酸癸酸三甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯进行混合加热搅拌得到热反应混合料，将硼砂制粉后与二甲基二硫代氨基甲酸铁湿法研磨、抽滤、干燥、粉碎得到研磨干燥混合料，将帖烯酚树脂、四甲基硫脲、二甲基乙醇胺超声处理得到超声处理混合料，将碳纳米管、醋酸丁酸纤维素与塑化剂、抗氧剂经真空高温反应得到高温搅拌反应料，再将前述各产物混合后密炼，接着将密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，将干燥后的干燥颗粒料经注塑机注射成型，静置后得到成品输水灌溉用塑料软管。制备而成的输水灌溉用塑料软管，其管件自身韧性高，在农田输水灌溉中具有良好的应用前景。
技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种输水灌溉用塑料软管的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将聚四氟乙烯80～90份、辛酸癸酸三甘油酯60～70份、季戊四醇硬脂酸酯35～45份投入到拌料机中，将搅拌机的内部温度加热至75～85℃，在这一温度下按照100～120转/分钟的搅拌速率搅拌30～40分钟，得到热反应混合料；
(2)将硼砂6～10份经粉碎后过180～200目筛得到硼砂粉，将得到的硼砂粉与二甲基二硫代氨基甲酸铁3～5份共同投入到球磨机中，再向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水后进行研磨，随后将研磨物进行抽滤后在80℃下真空干燥至恒重，将干燥产物粉碎并过250目筛，得到研磨干燥混合料；
(3)将帖烯酚树脂15～25份、四甲基硫脲8～10份、二甲基乙醇胺6～8份投入到超声波震荡器中，按照200～250w的超声功率在70～80℃下超声震荡15～25分钟，得到超声处理混合料；
(4)将碳纳米管5～9份、醋酸丁酸纤维素4～6份投入到真空反应釜中，抽真空至反应釜内部压强为0.01～0.02mpa，将反应釜内部温度升高至180～220℃，在180～200转/分钟的速率下保温搅拌反应20～30分钟，再将反应釜内部温度降至150～160℃，加入塑化剂2～4份、抗氧剂2～4份，在280～300转/分钟的速率下保温搅拌反应45～55分钟，得到高温搅拌反应料；
(5)将步骤(1)至步骤(4)得到的热反应混合料、研磨干燥混合料、超声处理混合料、和高温搅拌反应料依次注入密炼炉中，在130～150℃的反应温度下按照900～1000转/分钟的搅拌速度进行高温搅拌反应，反应时间为80～120分钟，得到密炼混合料；
(6)将步骤(5)得到的密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，将挤出的复合塑料颗粒置于烘箱中干燥6～8小时，得到干燥颗粒料；
(7)将步骤(6)得到的干燥颗粒料经注塑机注射成型，静置18～22小时后得到成品输水灌溉用塑料软管。
进一步的，所述步骤(2)中向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水后，将球磨机的内部温度加热至60～70℃，在这一温度下按照550～650转/分钟的速率研磨25～35分钟。
进一步的，所述步骤(4)中的塑化剂选自亚磷酸二苯酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。
进一步的，所述步骤(4)中的抗氧剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、n,n’-二苯基对苯二胺、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的任意一种。
进一步的，所述步骤(6)中双螺杆各段挤出温度为一区180～205℃，二区190～220℃，三区200～230℃，四区210～235℃，机头205～215℃。
进一步的，所述步骤(7)中注塑机的工作参数为：喂料段温度180～200℃，塑化剪切段温度210～220℃，机头温度215～225℃，工作压力60～70mpa，注射速度50～60米/秒，注射时间0.3～0.4秒。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的输水灌溉用塑料软管的制备方法是将聚四氟乙烯、辛酸癸酸三甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯进行混合加热搅拌得到热反应混合料，将硼砂制粉后与二甲基二硫代氨基甲酸铁湿法研磨、抽滤、干燥、粉碎得到研磨干燥混合料，将帖烯酚树脂、四甲基硫脲、二甲基乙醇胺超声处理得到超声处理混合料，将碳纳米管、醋酸丁酸纤维素与塑化剂、抗氧剂经真空高温反应得到高温搅拌反应料，再将前述各产物混合后密炼，接着将密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，将干燥后的干燥颗粒料经注塑机注射成型，静置后得到成品输水灌溉用塑料软管。制备而成的输水灌溉用塑料软管，其管件自身韧性高，在农田输水灌溉中具有良好的应用前景。
(2)本发明采用了季戊四醇硬脂酸酯、四甲基硫脲、碳纳米管等原料参与制备输水灌溉用塑料软管，对输水灌溉用塑料软管进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于输水灌溉用塑料软管中，但按照一定配比量与其他原料组合后，辅以相应的改性处理方式，给最后制备得到的输水灌溉用塑料软管带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
实施例1
(1)将聚四氟乙烯80份、辛酸癸酸三甘油酯60份、季戊四醇硬脂酸酯35份投入到拌料机中，将搅拌机的内部温度加热至75℃，在这一温度下按照100转/分钟的搅拌速率搅拌30分钟，得到热反应混合料；
(2)将硼砂6份经粉碎后过180目筛得到硼砂粉，将得到的硼砂粉与二甲基二硫代氨基甲酸铁3份共同投入到球磨机中，再向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水，将球磨机的内部温度加热至60℃，在这一温度下按照550转/分钟的速率研磨25分钟，随后将研磨物进行抽滤后在80℃下真空干燥至恒重，将干燥产物粉碎并过250目筛，得到研磨干燥混合料；
(3)将帖烯酚树脂15份、四甲基硫脲8份、二甲基乙醇胺6份投入到超声波震荡器中，按照200w的超声功率在70℃下超声震荡15分钟，得到超声处理混合料；
(4)将碳纳米管5份、醋酸丁酸纤维素4份投入到真空反应釜中，抽真空至反应釜内部压强为0.01mpa，将反应釜内部温度升高至180℃，在180转/分钟的速率下保温搅拌反应20分钟，再将反应釜内部温度降至150℃，加入亚磷酸二苯酯2份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚2份，在280转/分钟的速率下保温搅拌反应45分钟，得到高温搅拌反应料；
(5)将步骤(1)至步骤(4)得到的热反应混合料、研磨干燥混合料、超声处理混合料、和高温搅拌反应料依次注入密炼炉中，在130℃的反应温度下按照900转/分钟的搅拌速度进行高温搅拌反应，反应时间为80分钟，得到密炼混合料；
(6)将步骤(5)得到的密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，双螺杆各段挤出温度为一区180℃，二区190℃，三区200℃，四区210℃，机头205℃，将挤出的复合塑料颗粒置于烘箱中干燥6小时，得到干燥颗粒料；
(7)将步骤(6)得到的干燥颗粒料经注塑机注射成型，注塑机的工作参数为：喂料段温度180℃，塑化剪切段温度210℃，机头温度215℃，工作压力60mpa，注射速度50米/秒，注射时间0.3秒，注塑成型后静置18小时后得到成品输水灌溉用塑料软管。
实施例2
(1)将聚四氟乙烯85份、辛酸癸酸三甘油酯65份、季戊四醇硬脂酸酯40份投入到拌料机中，将搅拌机的内部温度加热至80℃，在这一温度下按照110转/分钟的搅拌速率搅拌35分钟，得到热反应混合料；
(2)将硼砂8份经粉碎后过190目筛得到硼砂粉，将得到的硼砂粉与二甲基二硫代氨基甲酸铁4份共同投入到球磨机中，再向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水，将球磨机的内部温度加热至65℃，在这一温度下按照600转/分钟的速率研磨30分钟，随后将研磨物进行抽滤后在80℃下真空干燥至恒重，将干燥产物粉碎并过250目筛，得到研磨干燥混合料；
(3)将帖烯酚树脂20份、四甲基硫脲9份、二甲基乙醇胺7份投入到超声波震荡器中，按照225w的超声功率在75℃下超声震荡20分钟，得到超声处理混合料；
(4)将碳纳米管7份、醋酸丁酸纤维素5份投入到真空反应釜中，抽真空至反应釜内部压强为0.015mpa，将反应釜内部温度升高至200℃，在190转/分钟的速率下保温搅拌反应25分钟，再将反应釜内部温度降至155℃，加入柠檬酸三丁酯3份、n,n’-二苯基对苯二胺3份，在290转/分钟的速率下保温搅拌反应50分钟，得到高温搅拌反应料；
(5)将步骤(1)至步骤(4)得到的热反应混合料、研磨干燥混合料、超声处理混合料、和高温搅拌反应料依次注入密炼炉中，在140℃的反应温度下按照950转/分钟的搅拌速度进行高温搅拌反应，反应时间为100分钟，得到密炼混合料；
(6)将步骤(5)得到的密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，双螺杆各段挤出温度为一区190℃，二区205℃，三区215℃，四区223℃，机头210℃，将挤出的复合塑料颗粒置于烘箱中干燥7小时，得到干燥颗粒料；
(7)将步骤(6)得到的干燥颗粒料经注塑机注射成型，注塑机的工作参数为：喂料段温度190℃，塑化剪切段温度215℃，机头温度220℃，工作压力65mpa，注射速度55米/秒，注射时间0.3秒，注塑成型后静置20小时后得到成品输水灌溉用塑料软管。
实施例3
(1)将聚四氟乙烯90份、辛酸癸酸三甘油酯70份、季戊四醇硬脂酸酯45份投入到拌料机中，将搅拌机的内部温度加热至85℃，在这一温度下按照120转/分钟的搅拌速率搅拌40分钟，得到热反应混合料；
(2)将硼砂10份经粉碎后过200目筛得到硼砂粉，将得到的硼砂粉与二甲基二硫代氨基甲酸铁5份共同投入到球磨机中，再向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水，将球磨机的内部温度加热至70℃，在这一温度下按照650转/分钟的速率研磨35分钟，随后将研磨物进行抽滤后在80℃下真空干燥至恒重，将干燥产物粉碎并过250目筛，得到研磨干燥混合料；
(3)将帖烯酚树脂25份、四甲基硫脲10份、二甲基乙醇胺8份投入到超声波震荡器中，按照250w的超声功率在80℃下超声震荡25分钟，得到超声处理混合料；
(4)将碳纳米管9份、醋酸丁酸纤维素6份投入到真空反应釜中，抽真空至反应釜内部压强为0.02mpa，将反应釜内部温度升高至220℃，在200转/分钟的速率下保温搅拌反应30分钟，再将反应釜内部温度降至160℃，加入邻苯二甲酸二甲酯4份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯4份，在300转/分钟的速率下保温搅拌反应55分钟，得到高温搅拌反应料；
(5)将步骤(1)至步骤(4)得到的热反应混合料、研磨干燥混合料、超声处理混合料、和高温搅拌反应料依次注入密炼炉中，在150℃的反应温度下按照1000转/分钟的搅拌速度进行高温搅拌反应，反应时间为120分钟，得到密炼混合料；
(6)将步骤(5)得到的密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，双螺杆各段挤出温度为一区205℃，二区220℃，三区230℃，四区235℃，机头215℃，将挤出的复合塑料颗粒置于烘箱中干燥8小时，得到干燥颗粒料；
(7)将步骤(6)得到的干燥颗粒料经注塑机注射成型，注塑机的工作参数为：喂料段温度200℃，塑化剪切段温度220℃，机头温度225℃，工作压力70mpa，注射速度60米/秒，注射时间0.4秒，注塑成型后静置22小时后得到成品输水灌溉用塑料软管。
对比例1
(1)将聚四氟乙烯85份、辛酸癸酸三甘油酯65份投入到拌料机中，将搅拌机的内部温度加热至80℃，在这一温度下按照110转/分钟的搅拌速率搅拌35分钟，得到热反应混合料；
(2)将硼砂8份经粉碎后过190目筛得到硼砂粉，将得到的硼砂粉与二甲基二硫代氨基甲酸铁4份共同投入到球磨机中，再向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水，将球磨机的内部温度加热至65℃，在这一温度下按照600转/分钟的速率研磨30分钟，随后将研磨物进行抽滤后在80℃下真空干燥至恒重，将干燥产物粉碎并过250目筛，得到研磨干燥混合料；
(3)将帖烯酚树脂20份、四甲基硫脲9份、二甲基乙醇胺7份投入到超声波震荡器中，按照225w的超声功率在75℃下超声震荡20分钟，得到超声处理混合料；
(4)将碳纳米管7份、醋酸丁酸纤维素5份投入到真空反应釜中，抽真空至反应釜内部压强为0.015mpa，将反应釜内部温度升高至200℃，在190转/分钟的速率下保温搅拌反应25分钟，再将反应釜内部温度降至155℃，加入柠檬酸三丁酯3份、n,n’-二苯基对苯二胺3份，在290转/分钟的速率下保温搅拌反应50分钟，得到高温搅拌反应料；
(5)将步骤(1)至步骤(4)得到的热反应混合料、研磨干燥混合料、超声处理混合料、和高温搅拌反应料依次注入密炼炉中，在140℃的反应温度下按照950转/分钟的搅拌速度进行高温搅拌反应，反应时间为100分钟，得到密炼混合料；
(6)将步骤(5)得到的密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，双螺杆各段挤出温度为一区190℃，二区205℃，三区215℃，四区223℃，机头210℃，将挤出的复合塑料颗粒置于烘箱中干燥7小时，得到干燥颗粒料；
(7)将步骤(6)得到的干燥颗粒料经注塑机注射成型，注塑机的工作参数为：喂料段温度190℃，塑化剪切段温度215℃，机头温度220℃，工作压力65mpa，注射速度55米/秒，注射时间0.3秒，注塑成型后静置20小时后得到成品输水灌溉用塑料软管。
对比例2
(1)将聚四氟乙烯85份、辛酸癸酸三甘油酯65份、季戊四醇硬脂酸酯40份投入到拌料机中，将搅拌机的内部温度加热至80℃，在这一温度下按照110转/分钟的搅拌速率搅拌35分钟，得到热反应混合料；
(2)将硼砂8份经粉碎后过190目筛得到硼砂粉，将得到的硼砂粉与二甲基二硫代氨基甲酸铁4份共同投入到球磨机中，再向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水，将球磨机的内部温度加热至65℃，在这一温度下按照600转/分钟的速率研磨30分钟，随后将研磨物进行抽滤后在80℃下真空干燥至恒重，将干燥产物粉碎并过250目筛，得到研磨干燥混合料；
(3)将帖烯酚树脂20份、二甲基乙醇胺7份投入到超声波震荡器中，按照225w的超声功率在75℃下超声震荡20分钟，得到超声处理混合料；
(4)将碳纳米管7份、醋酸丁酸纤维素5份投入到真空反应釜中，抽真空至反应釜内部压强为0.015mpa，将反应釜内部温度升高至200℃，在190转/分钟的速率下保温搅拌反应25分钟，再将反应釜内部温度降至155℃，加入柠檬酸三丁酯3份、n,n’-二苯基对苯二胺3份，在290转/分钟的速率下保温搅拌反应50分钟，得到高温搅拌反应料；
(5)将步骤(1)至步骤(4)得到的热反应混合料、研磨干燥混合料、超声处理混合料、和高温搅拌反应料依次注入密炼炉中，在140℃的反应温度下按照950转/分钟的搅拌速度进行高温搅拌反应，反应时间为100分钟，得到密炼混合料；
(6)将步骤(5)得到的密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，双螺杆各段挤出温度为一区190℃，二区205℃，三区215℃，四区223℃，机头210℃，将挤出的复合塑料颗粒置于烘箱中干燥7小时，得到干燥颗粒料；
(7)将步骤(6)得到的干燥颗粒料经注塑机注射成型，注塑机的工作参数为：喂料段温度190℃，塑化剪切段温度215℃，机头温度220℃，工作压力65mpa，注射速度55米/秒，注射时间0.3秒，注塑成型后静置20小时后得到成品输水灌溉用塑料软管。
对比例3
(1)将聚四氟乙烯85份、辛酸癸酸三甘油酯65份、季戊四醇硬脂酸酯40份投入到拌料机中，将搅拌机的内部温度加热至80℃，在这一温度下按照110转/分钟的搅拌速率搅拌35分钟，得到热反应混合料；
(2)将硼砂8份经粉碎后过190目筛得到硼砂粉，将得到的硼砂粉与二甲基二硫代氨基甲酸铁4份共同投入到球磨机中，再向球磨机的混合物料中加入10倍重量份的去离子水，将球磨机的内部温度加热至65℃，在这一温度下按照600转/分钟的速率研磨30分钟，随后将研磨物进行抽滤后在80℃下真空干燥至恒重，将干燥产物粉碎并过250目筛，得到研磨干燥混合料；
(3)将帖烯酚树脂20份、四甲基硫脲9份、二甲基乙醇胺7份投入到超声波震荡器中，按照225w的超声功率在75℃下超声震荡20分钟，得到超声处理混合料；
(4)将炭黑7份、醋酸丁酸纤维素5份投入到真空反应釜中，抽真空至反应釜内部压强为0.015mpa，将反应釜内部温度升高至200℃，在190转/分钟的速率下保温搅拌反应25分钟，再将反应釜内部温度降至155℃，加入柠檬酸三丁酯3份、n,n’-二苯基对苯二胺3份，在290转/分钟的速率下保温搅拌反应50分钟，得到高温搅拌反应料；
(5)将步骤(1)至步骤(4)得到的热反应混合料、研磨干燥混合料、超声处理混合料、和高温搅拌反应料依次注入密炼炉中，在140℃的反应温度下按照950转/分钟的搅拌速度进行高温搅拌反应，反应时间为100分钟，得到密炼混合料；
(6)将步骤(5)得到的密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，双螺杆各段挤出温度为一区190℃，二区205℃，三区215℃，四区223℃，机头210℃，将挤出的复合塑料颗粒置于烘箱中干燥7小时，得到干燥颗粒料；
(7)将步骤(6)得到的干燥颗粒料经注塑机注射成型，注塑机的工作参数为：喂料段温度190℃，塑化剪切段温度215℃，机头温度220℃，工作压力65mpa，注射速度55米/秒，注射时间0.3秒，注塑成型后静置20小时后得到成品输水灌溉用塑料软管。
将实施例1-3和对比例1-3的制得的输水灌溉用塑料软管分别按照gb/t1040.1-2006的测试方法测定各塑料软管的管壁抗拉强度，测试结果如表1所示。
表1
本发明的输水灌溉用塑料软管的制备方法是将聚四氟乙烯、辛酸癸酸三甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯进行混合加热搅拌得到热反应混合料，将硼砂制粉后与二甲基二硫代氨基甲酸铁湿法研磨、抽滤、干燥、粉碎得到研磨干燥混合料，将帖烯酚树脂、四甲基硫脲、二甲基乙醇胺超声处理得到超声处理混合料，将碳纳米管、醋酸丁酸纤维素与塑化剂、抗氧剂经真空高温反应得到高温搅拌反应料，再将前述各产物混合后密炼，接着将密炼混合料经挤出机熔融共混挤出造粒，将干燥后的干燥颗粒料经注塑机注射成型，静置后得到成品输水灌溉用塑料软管。制备而成的输水灌溉用塑料软管，其管件自身韧性高，在农田输水灌溉中具有良好的应用前景。并且，本发明采用了季戊四醇硬脂酸酯、四甲基硫脲、碳纳米管等原料参与制备输水灌溉用塑料软管，对输水灌溉用塑料软管进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于输水灌溉用塑料软管中，但按照一定配比量与其他原料组合后，辅以相应的改性处理方式，给最后制备得到的输水灌溉用塑料软管带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。