本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波紋管材料及其制備方法，特別涉及一種尼龍波紋管復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

波紋管是一種帶橫向波紋的圓柱形薄壁彈性殼體，具有轉(zhuǎn)換、補(bǔ)償、連接和儲(chǔ)能等多方面的功能。相對于同樣材料制成的管材，波紋管具有質(zhì)輕、美觀、耐用、成本低、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石化、儀表、航天、化工、電力、水泥、冶金等領(lǐng)域。

目前，制備波紋管的材料主要有金屬和塑料。常用的金屬材料有不銹鋼、黃銅、鈹青銅和錫青銅等。常用的塑料材料有聚丙烯、聚乙烯、尼龍和聚氯乙烯等。因材質(zhì)的不同，所制造的波紋管性能也各不相同，這些性能各異的波紋管可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。金屬材料波紋管中：不銹鋼材料的波紋管因其具有彎曲疲勞強(qiáng)度高、耐腐蝕、焊接性能好等特點(diǎn)，而被經(jīng)常用于連接石油儲(chǔ)罐與石油管道，以吸引地震或地基下沉等引起的石油儲(chǔ)罐與管道之間的相對變位，提高系統(tǒng)的抗外力能力。鈹青銅材料的波紋管具有很小的遲滯和彈性后效、高穩(wěn)定性、耐腐蝕、無磁性等特點(diǎn)，多用于高精度的測量儀表中。塑料波紋管中：聚丙烯、聚乙烯、尼龍、聚氯乙烯波紋管均可制作電纜套管，用于電信、鐵路、高速公路、隧道中的通信電纜、廣播電視線路保護(hù)套管、地下電纜管等，也可制作灌溉管、通風(fēng)管和輸水管，用于農(nóng)業(yè)和水利等領(lǐng)域。另外，在汽車線束和機(jī)械線束的制作中也常使用聚丙烯和尼龍材料的波紋管。

由于材料本身的特性，現(xiàn)有技術(shù)每種波紋管都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，限制了波紋管的應(yīng)用。例如尼龍6來源豐富，其制作的波紋管具有剛性好、強(qiáng)度高、耐腐蝕、電氣絕緣性好以及軟硬可調(diào)等優(yōu)異性能。然而，采用尼龍6制作的波紋管，其耐阻燃性、熱穩(wěn)定性、耐老化性能和耐低溫性能均不佳，且在波紋管的擠出成型工藝中，尼龍6的原料熔指高，不利于擠出成型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種尼龍波紋管復(fù)合材料，其熱穩(wěn)定性、耐老化性能和耐低溫性均能得到提高，同時(shí)可以滿足在高溫狀態(tài)下工作的波紋管阻燃要求，延長波紋管的使用壽命，并且適合擠出加工工藝。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種尼龍波紋管復(fù)合材料的制備方法，其工藝簡單，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種尼龍波紋管復(fù)合材料，主要由以下重量份的組分制成：

所述阻燃劑A為十溴二苯乙烷或十溴二苯乙烷與溴化聚苯乙烯配合體系；

所述阻燃劑B為三氧化二銻或三氧化二銻與無水硼酸鋅配合體系；

所述熱穩(wěn)定劑A為兩種不同位阻的受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑配合體系；

所述熱穩(wěn)定劑B為有機(jī)銅鹽與無機(jī)銅鹽配合體系；

所述加工改性劑為硅酮粉或硅酮母粒；

所述耐寒改性劑為馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠或馬來酸酐接枝POE或二者的混合物，所述POE為乙烯和辛烯原位聚合的熱塑性彈性體。

進(jìn)一步的，所述尼龍波紋管復(fù)合材料中還添加有著色劑或顏料；所述著色劑為無載體黑色母粒，著色劑的重量份數(shù)為1～4份；所述顏料為色粉，顏料的重量份數(shù)為1～2份。

優(yōu)選的，所述尼龍6的粘度為2.7～2.8cP。

優(yōu)選的，所述十溴二苯乙烷與溴化聚苯乙烯的配比為1﹕2。

優(yōu)選的，所述三氧化二銻與無水硼酸鋅的配比為5﹕1。

優(yōu)選的，所述兩種不同位阻的受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的配比為2﹕2﹕1。

優(yōu)選的，所述有機(jī)銅鹽與無機(jī)銅鹽的配比為1﹕2。

一種尼龍波紋管復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備混合料：

將尼龍6、阻燃劑A、阻燃劑B、熱穩(wěn)定劑A、熱穩(wěn)定劑B、加工改性劑、耐寒改性劑、著色劑或顏料計(jì)量后加入混料機(jī)混合8-10min得到混合料；

(2)制備尼龍波紋管復(fù)合材料：

將混合料在雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，從喂料口到模頭一區(qū)溫度250～240℃，二區(qū)溫度240～230℃，三區(qū)溫度230～220℃，四區(qū)溫度220～210℃，五區(qū)溫度210～200℃，六區(qū)溫度200～190℃，七區(qū)溫度190～180℃，模頭溫度240～220℃，駐留時(shí)間為0.5～2min，主機(jī)轉(zhuǎn)速為300～340r/min，出料、擠出后冷卻、干燥、切粒，即成尼龍波紋管復(fù)合材料成品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明科學(xué)合理地添加了熱穩(wěn)定劑，產(chǎn)品在150℃高溫條件下放置240h后仍能保持很好的機(jī)械性能和韌性，賦予了產(chǎn)品很好的熱穩(wěn)定性和耐老化性能，延長了尼龍波紋管材的使用壽命；

(2)本發(fā)明科學(xué)合理地添加了耐寒改性劑，產(chǎn)品在-40℃環(huán)境下放置48h后仍能保持很好的韌性和較高的抗沖擊強(qiáng)度，賦予了產(chǎn)品很好的耐低溫沖擊性能；

(3)本發(fā)明科學(xué)合理地添加了阻燃劑，產(chǎn)品達(dá)到了V-0級(0.8mm)，賦予了產(chǎn)品優(yōu)異的阻燃性能；

(4)本發(fā)明采用的無載體黑母粒比普通有載體的黑母粒添加量小，對材料性能沒有影響，節(jié)省了生產(chǎn)成本，且比普通有載體的黑母粒的黑亮度好；

(5)本發(fā)明一方面具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐老化性能、耐低溫沖擊性能和阻燃性能，同時(shí)還適用于擠出加工工藝，使用壽命長，另一方面其生產(chǎn)工藝簡單、成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)，大大提高了波紋管產(chǎn)品在汽車行業(yè)的應(yīng)用范圍。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一

(1)制備混合料：

將尼龍6為59份、阻燃劑A為14份、阻燃劑B為5份、熱穩(wěn)定劑A為2份、熱穩(wěn)定劑B為0.2份、加工改性劑為0.5份、耐寒改性劑為8份、著色劑為1份計(jì)量好，加入混料機(jī)混合，混合8-10min得到混合料；

(2)制備尼龍波紋管復(fù)合材料：

將上述混合料在雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，從喂料口到模頭一區(qū)溫度250～240℃，二區(qū)溫度240～230℃，三區(qū)溫度230～220℃，四區(qū)溫度220～210℃，五區(qū)溫度210～200℃，六區(qū)溫度200～190℃，七區(qū)溫度190～180℃，模頭溫度240～220℃，駐留時(shí)間為0.5～2min，主機(jī)轉(zhuǎn)速為300～340r/min，出料、擠出后冷卻、干燥、切粒，即成尼龍波紋管復(fù)合材料成品。

實(shí)施例2-3：根據(jù)實(shí)施例1的流程，分別改變尼龍6、阻燃劑A、阻燃劑B、熱穩(wěn)定劑A、熱穩(wěn)定劑B、加工改性劑、耐寒改性劑、著色劑或顏料中各個(gè)組分的重量份，如表1所示：

表1實(shí)施例2和實(shí)施例3的各個(gè)組分重量份

上述實(shí)施例1～3中，所述阻燃劑A為十溴二苯乙烷或十溴二苯乙烷與溴化聚苯乙烯配合體系；所述阻燃劑B為三氧化二銻或三氧化二銻與無水硼酸鋅配合體系；所述熱穩(wěn)定劑A為兩種不同位阻的受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑配合體系；所述熱穩(wěn)定劑B為有機(jī)銅鹽與無機(jī)銅鹽配合體系；所述加工改性劑為硅酮粉或硅酮母粒；所述耐寒改性劑為馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠或馬來酸酐接枝POE或二者的混合物，所述POE為乙烯和辛烯原位聚合的熱塑性彈性體；所述尼龍6選用廣東新會(huì)美達(dá)型號為M2800，為了使產(chǎn)品的分散性能更好，所述尼龍6的粘度為2.7～2.8cP；為了使產(chǎn)品獲得更好的阻燃效果，所述十溴二苯乙烷與溴化聚苯乙烯的配比為1﹕2，所述三氧化二銻與無水硼酸鋅的配比為5﹕1；為了使產(chǎn)品獲得更好的熱穩(wěn)定性，所述兩種不同位阻的受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的配比為2﹕2﹕1，所述有機(jī)銅鹽與無機(jī)銅鹽的配比為1﹕2；為了降低生產(chǎn)成本，所述著色劑選用型號為TS4600的無載體黑色母粒。

將上述實(shí)施例一至實(shí)施例三所制得的尼龍波紋管復(fù)合材料分別制成國標(biāo)拉伸樣條和沖擊樣條，對制得的樣條進(jìn)行人工加速老化試驗(yàn)(150℃，240h)，并分別測定該材料人工加速老化前后的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度，檢測結(jié)果見表2；對制得的樣條進(jìn)行低溫環(huán)境模擬，并分別測定該材料在室溫(23℃±2℃，48h)和低溫(-40℃，48h)下的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度，檢測結(jié)果見表3；對制得的樣條進(jìn)行阻燃性測試，檢測結(jié)果見表4。

拉伸強(qiáng)度保持率＝(老化前的拉伸強(qiáng)度-老化后的拉伸強(qiáng)度)/老化前的拉伸強(qiáng)度×100％。

斷裂伸長率保持率＝(老化前的斷裂伸長率-老化后的斷裂伸長率)/老化前的斷裂伸長率×100％。

懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度保持率＝(老化前的沖擊強(qiáng)度-老化后的沖擊強(qiáng)度)/老化前的沖擊強(qiáng)度×100％。

表2抗老化性能測試表

表3室溫和低溫條件下懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度測試表

表4阻燃性能測試表

由表2、表3和表4可以看出，本發(fā)明制備得到的尼龍波紋管復(fù)合材料在150℃高溫條件下放置240h后，其拉伸強(qiáng)度保持率、斷裂伸長率保持率和懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度保持率均較高，仍能保持很好的機(jī)械性能，保持很好的韌性、耐老化性和熱穩(wěn)定性；該尼龍波紋管復(fù)合材料在-40℃的低溫環(huán)境下放置48h后，其沖擊強(qiáng)度與室溫條件下相比相對較低，但總體的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度較高，仍能保持良好的韌性和較高的抗沖擊強(qiáng)度；該尼龍波紋管復(fù)合材料達(dá)到了V-0級(0.8mm)，擁有良好的阻燃性能。本發(fā)明還適用于擠出加工，大大提高了波紋管產(chǎn)品在汽車行業(yè)的應(yīng)用范圍。