高强度塑料声测管及其生产工艺的制作方法

本技术涉及塑料，更具体地说，它涉及高强度塑料声测管及其生产工艺。

背景技术：

1、声测管又叫声波检测管，利用声测管可以检测出一根桩的质量好坏，声测管是灌注桩进行超声检测法时探头进入桩身内部的通道，因此，它是灌注桩超声检测系统的重要组成部分，声测管在桩内的预埋方式、在桩的横截面上的布置形式以及声测管材料的选择，都会直接影响检测结果。

2、声测管的材质有钢制与塑料材质，钢管存在密度大、施工难度大的缺点，且易腐蚀，会造成漏水、堵管的现象发生；而采用塑料材料制作的声测管，具有密度小，抗腐蚀等优点，目前常用pvc管作为塑料声测管，pvc管是由氯乙烯单体聚合而成的热塑性高聚物制成的管材，但在pvc管的生产中，通过双向拉伸工艺的自增强作用，可以在保持管材轴向性能的同时强化其径向性能，但一般pvc的延展性不足、脆性较大，难以适应双向拉伸自增强pvc管的加工，导致pvc管的抗冲击性能降低，严重制约了pvc管在声测管上更为广泛地应用。因此，亟需提出高强度塑料声测管及其生产工艺，以解决pvc管的抗冲击性能较低的问题，使塑料声测管的性能更加优异，能够更好地应用于桩基检测。

技术实现思路

1、为了解决现有的pvc管的抗冲击性能较低的问题，本技术提供了高强度塑料声测管及其生产工艺。

2、第一方面，本技术提供了高强度塑料声测管，采用如下的技术方案：

3、高强度塑料声测管，包括以下重量份原料：pvc树脂100份、acr类抗冲改性剂2-4份、有机锡稳定剂0.6-1.4份、mbs类改性剂5-8份、氧化聚乙烯蜡0.1-0.3份、硬脂酸钙0.2-0.5份、聚乙烯蜡0.3-0.7份、纳米碳酸钙3-8份、加工改性剂0.2-0.5份。

4、通过上述技术方案，本技术以pvc树脂、acr类抗冲改性剂、有机锡稳定剂、mbs类改性剂、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、纳米碳酸钙、加工改性剂为主要原料，制得高强度塑料声测管，各组分之间相互作用，使得塑料声测管具有显著的抗冲击性能，且拉伸强度较高，能够更好地应用于桩基检测。

5、优选的，所述acr类抗冲改性剂，包括以下重量份原料：acr种子乳液10-20份、丙烯酸乙酯20-30份、甲基丙烯酸烯丙酯0.6-1份、邻苯二甲酸二烯丙酯1-2份、槐糖脂0.5-0.9份、过氧化氢异丙苯0.05-0.1份、纳米二氧化硅5-7份、有机膨润土1-3份、破乳剂0.01-0.05份、水40-60份。

6、优选的，所述acr类抗冲改性剂，由以下方法制得：

7、s11、将acr种子乳液、丙烯酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、槐糖脂、过氧化氢异丙苯加入水中，超声分散40-60min后，在氮气的保护下，升温至50-70℃下，保温反应1-3h后，得acr乳液；

8、s12、向步骤s11所得acr乳液中加入甲基丙烯酸甲酯、纳米二氧化硅、有机膨润土，在75-85℃下充分反应1-2h，加入破乳剂，水洗、干燥，得acr类抗冲改性剂。

9、通过上述技术方案，在acr种子乳液的作用下，以过氧化氢异丙苯为引发剂，丙烯酸乙酯与邻苯二甲酸二烯丙酯进行聚合，获得核-壳结构的acr乳液，随后在acr乳液中加入甲基丙烯酸甲酯进行进一步聚合，使得壳层形成紧密的网络结构，同时还添加纳米二氧化硅、有机膨润土，能够提高壳层的强度，并控制各工艺参数，使得acr类抗冲改性剂的抗冲击性能更加优异，进而使得塑料声测管的冲击韧性得到了显著地提高。

10、优选的，所述acr种子乳液，包括以下重量份原料：丙烯酸丁酯30-40份、新戊二醇二丙烯酸酯6-10份、聚苯乙烯磺酸钠0.5-0.9份、过硫酸钠0.02-0.08份、水30-40份。

11、优选的，所述acr种子乳液，由以下方法制得：

12、将丙烯酸丁酯、新戊二醇二丙烯酸酯、过硫酸钠、聚苯乙烯磺酸钠加入水中，以转速2000-3000r/min均匀混合30-60min后，在氮气的保护下，升温至40-70℃下，反应2-4h后，降温至20-30℃，得acr种子乳液。

13、通过采用上述技术方案，本技术以丙烯酸丁酯、新戊二醇二丙烯酸酯为主要原料，在引发剂过硫酸钠、乳化剂聚苯乙烯磺酸钠的作用，二者能发生聚合，形成核单体，同时控制各工艺参数，提高乳液中乳胶粒的固含量，使乳胶粒的尺寸适中，进而获得性能更加稳定的acr种子乳液。

14、优选的，所述pvc树脂，还进行了预处理：

15、先在50-70℃下，用等离子体处理pvc树脂，再将pvc树脂与溶剂按质量比为1:4-6进行均匀混合，静置溶胀1-2h后，在110-120℃下蒸发溶剂，随后保温静置陈化3-4h，得陈化料；陈化料经干燥，粉碎，得预处理的pvc树脂。

16、通过采用上述技术方案，本技术先采用等离子体处理pvc树脂，使得pvc树脂的表面出现大量的活性基团，能够加强与其他组分的结合力；再采用溶剂进行溶胀，溶剂分子能够渗入pvc树脂结晶网络链段间，溶剂挥发后，pvc树脂的内部形成多个细小空隙；在共混体系中，体积较小的组分能够进入pvc树脂的内部进行填充，从而增强塑料声测管的力学性能。

17、优选的，所述溶剂由质量比为3-7:5的乙醚与四氢呋喃混合而得。

18、通过采用上述技术方案，本技术以乙醚与四氢呋喃的混合物作为溶剂，二者的极性不同，协同增效，能够使pvc树脂发生溶胀，且pvc的溶胀效果较好。

19、优选的，所述有机锡稳定剂为硫醇甲基锡和/或马来酸二丁基锡。

20、通过采用上述技术方案，本技术的有机锡稳定剂为硫醇甲基锡和/或马来酸二丁基锡，二者具有螯合作用，使各组份混合更加均匀，塑化更加充分；因此，有机锡稳定剂的添加，能够使得塑料声测管具有优良的力学性能，尤其是抗冲击强度得到了明显提高。

21、优选的，所述mbs类改性剂由质量比为5:4-9的mbs m-41与mbs b-521混合而得。

22、通过采用上述技术方案，本技术的mbs类改性剂由一定质量比的mbs m-41与mbsb-521混合而得，二者相互辅助，与pvc共混时，具有良好的相容性，促使共混体系更加稳定，进而增进pvc的抗冲击性能，同时还能够通过自身优异的摩擦性能，促进pvc树脂的崩解和进一步凝胶化，提高pvc树脂的加工性能。

23、优选的，所述加工改性剂为p-551j、jl-m01、jl-g01fx中的至少一种。

24、通过采用上述技术方案，本技术的加工改性剂为p-551j、jl-m01、jl-g01fx中的至少一种，加工改性剂与共混体系具有良好的相容性，能增加熔体强度，降低熔体粘度，改善加工性能，进而有效提高了塑料声测管的力学性能。

25、第二方面，本技术提供了高强度塑料声测管的生产工艺，采用如下的技术方案：

26、高强度塑料声测管的生产工艺，包括以下步骤：

27、s1、按配方，取pvc树脂、有机锡稳定剂、acr类抗冲改性剂、mbs类改性剂、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、纳米碳酸钙、加工改性剂进行均匀混合，得混料；混料塑化挤出，得管坯；

28、s2、管坯先进行两次双向拉伸，得粗品；粗品再进行表面处理，切割，得高强度塑料声测管。

29、优选的，所述步骤s1中以转速600-1000r/min，搅拌10-30min均匀混合。

30、优选的，所述步骤s1中的挤出温度为170-200℃，挤出螺杆速度为8-10r/min。

31、优选的，所述步骤s2中两次双向拉伸的具体操作为：在100-140℃下，以径向拉伸比为1.5-3进行第一次双向拉伸，真空定型，冷却至50-70℃；二次升温至90-100℃，以环向拉伸比为1-2进行第二次双向拉伸，真空定型，冷却至20-30℃。

32、通过采用上述技术方案，本技术的高强度塑料声测管的生产工艺，将各原料进行共混后，塑化挤出，得管坯，管坯进行径向与环向两次拉伸后，经表面处理、切割，即得；本技术经两次双向拉伸，使材料内部形成网络状分子取向，消除了内应力，提高塑料声测管的抗冲击强度；本技术的生产工艺步骤简单，成本低，适合工业化生产，所获得的高强度塑料声测管的综合性能更加优异，具有广阔的市场前景。

33、综上所述，本技术具有以下有益效果：

34、1、本技术的塑料声测管以pvc树脂、有机锡稳定剂、acr类抗冲改性剂、mbs类改性剂、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、纳米碳酸钙、加工改性剂为原料，使塑料声测管具有优异的抗冲击性能，显著的拉伸性能。

35、2、本技术的acr类抗冲击改性剂，以acr种子乳液、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、过氧化氢异丙苯、纳米二氧化硅、有机膨润土为主要原料，制得核-壳结构的acr类抗冲击改性剂，能显著提高塑料声测管的抗冲击性能。

36、3、本技术的mbs类改性剂由一定质量的mbs m-41与mbs b-521混合而得，二者协同增效，使塑料声测管的抗冲击性能得到极大提高。

37、4、本技术的塑料声测管的生产工艺，由各原料进行共混后，塑化挤出，得管坯，管坯进行径向与环向两次拉伸，真空定型，所得塑料声测管属于pvc-0管，综合性能更加优异；本技术的塑料声测管的生产工艺，步骤简单，成本低，适合工业化生产，所得塑料声测管具有广阔的市场前景。