一種改性聚氯乙烯雙壁波紋管材及其生產工藝的製作方法
2023-09-17 00:52:35
本發明涉及管材領域，特別涉及一種改性聚氯乙烯雙壁波紋管材及其生產工藝。
背景技術：
聚氯乙烯管材是目前我國應用最廣的塑料管材，被廣泛用於建築給水、建築排水、埋地給水、埋地排水、工業和農業用管等各個領域。聚氯乙烯排水管具有較佳的物理化學性能，它內壁光滑、摩擦阻力小，因此其橫管安裝坡度較小，能夠提高建築的室內淨高。同時，它重量較輕，方便安裝及維修，有利於施工單位節省開支、降低成本，縮短工程周期，也提高了建築物的經濟性，而特有的機械物理性能使其能正常使用達50年之久。
傳統的聚氯乙烯管材雖然具有高模量、高強度且價格較低等優點，但由於聚氯乙烯管材剛而不韌，抗衝擊和抗開裂性能差，在運輸、安裝及使用過程中容易發生脆裂破壞。在高緯度，氣溫低的地方施工，管材容易出現破損，影響管道運行，在高層建築中，由於聚氯乙烯管材易收到水壓重力流和壓力流兩種狀態及汙垢或雜質堵塞作用，極易導致聚氯乙烯管材脆裂破壞。因此，需要採用更好的改性方法提高管材的各項性能。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種改性聚氯乙烯雙壁波紋管材及其生產工藝，該改性聚氯乙烯雙壁波紋管材具有良好的韌性、抗衝擊性、抗開裂性和耐低溫衝擊性能，且生產工藝可在原有生產聚氯乙烯雙壁波紋管的生產設備上進行，無需增加生產設備的成本。
本發明提供了一種改性聚氯乙烯雙壁波紋管材，由包括以下重量份組分的原料製得：
聚氯乙烯樹脂100～110份，鋁酸酯偶聯劑2～4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛3～6份，硬脂酸0.8～1.2份，高聚合度聚氯乙烯5～7份，助劑母粒20～26份，類鑽碳0.2～0.5份。
優選的，所述的高聚合度聚氯乙烯的聚合度為2500。
優選的，所述類鑽碳包括下述重量份的原料：碳5～6份，矽2～3份，硼1～2份。
優選的，所述助劑母粒包括下述重量份的組分：碳酸鈉粉末5～7份，碳酸鈣粉末5～7份，石墨粉2.5～3.5份，氧化鈣4～6份，二氧化矽4～6份，玻璃纖維2～4份，碳纖維2～4份，鈦酸酯偶聯劑5～7份。
優選的，所述碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末與石墨粉的質量比為2:2:1；
所述氧化鈣與二氧化矽的質量比為1:1。
優選的，將所述助劑母粒通過以下方式獲得：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在500～700轉/分的轉速下混合攪拌5～6min，之後加入石墨粉，在1200～1500轉/分的轉速下混合攪拌7～8min，接著升溫至80～120℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在600～800轉/分的轉速下混合攪拌，至混合攪拌的摩擦升溫達到60～65℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與所述第二母粒混合攪拌，至混合攪拌的摩擦升溫達到100～120℃，得到第三母粒；
c)將所述第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述第一母粒在1200～1500轉/分的轉速下混合攪拌10～20min，再利用雙螺杆擠出造粒機進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
優選的，所述步驟b)中，玻璃纖維與碳纖維的質量比為1:1。
本發明還提供了一種上述技術方案所述的改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的生產工藝，包括以下步驟：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為80～100℃條件下攪拌反應5～10min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應6～8min得到第一混合物；
將類鑽碳、剩餘硬脂酸與所述第一混合物混合攪拌3～5min，之後邊攪拌邊加入高聚合度聚氯乙烯和1/2的聚氯乙烯樹脂，升溫至70～80℃，繼續攪拌8～10min，得第二混合物；
(2)將助劑母粒與所述第二混合物混合併升溫至65～70℃，攪拌8～10min，得到第一次加熱混合物；
將剩餘鋁酸酯偶聯劑、剩餘聚氯乙烯樹脂與所述第一次加熱混合物混合併升溫至90～100℃，攪拌4～6min後冷卻至25～45℃，得到第二次加熱混合物；
(3)將所述第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型，得到改性聚氯乙烯雙壁波紋管材；所述擠出機的筒身溫度為150～175℃，口模溫度不大於210℃。
與現有技術相比，本發明提供的改性聚氯乙烯雙壁波紋管材，採用特定種類和用量的原料搭配結合，利用助劑母粒、高聚合度聚氯乙烯和類鑽碳等改性劑改善聚氯乙烯雙壁波紋管耐高溫性能的同時可提高管材韌性。實驗結果表明，本發明提供的改性聚氯乙烯雙壁波紋管材具有優異的韌性、抗衝擊性、抗開裂性和耐低溫衝擊性能。本發明提供的管材生產工藝簡單，可在原有生產聚氯乙烯雙壁波紋管的生產設備上進行，無需增加生產設備的成本；且製得的改性聚氯乙烯雙壁波紋管材具有優異的韌性、抗衝擊性、抗開裂性和耐低溫衝擊性能。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明提供了一種改性聚氯乙烯雙壁波紋管材，由包括以下重量份組分的原料製得：
聚氯乙烯樹脂100～110份，鋁酸酯偶聯劑2～4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛3～6份，硬脂酸0.8～1.2份，高聚合度聚氯乙烯5～7份，助劑母粒20～26份，類鑽碳0.2～0.5份。
其中，本申請所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度為2500，高聚合度聚氯乙烯作為改性劑，具有較大的多分散性和較好的機械性能，以使得聚氯乙烯樹脂可以與高聚合度聚氯乙烯產生分子間的交聯效應，以增加分子鏈結點，從而提高管材性能。
本發明中，所述聚氯乙烯樹脂沒有特殊限制，為本領域中生產聚氯乙管材的常規聚氯乙烯樹脂即可，其來源沒有特殊限制，為一般市售品即可，如可以為由寧波新揚巴進出口有限公司提供的聚氯乙烯樹脂。
本發明中，所述鋁酸酯偶聯劑、二鹽基鄰苯二甲酸鉛和硬脂酸的來源沒有特殊限制，為一般市售品即可。
碳素的天然結構有兩種，空間立體結構(金剛石)和平面網狀結構(石墨)，而兩者共存的結構就是類鑽碳，其實類鑽碳的定義是具有非晶質(amorphous)結構的碳素。所以，類鑽碳的定義非常廣泛，只要含有碳元素且是非晶質結構(沒有固定的結構形態)，即為類鑽碳；不論裡面是否摻雜其它元素以及摻雜何種元素，均為類鑽碳。申請號201210574257.9的中國專利「一種用於高壓輸電線路防覆冰的納米塗料及其用途」中也給出了類鑽碳的相關定義和應用。
本申請所述類鑽碳是具有鑽石特性的碳矽類混合物(類似金剛石、納米鑽石等)，包括下述重量份的原料：碳5～6份，矽2～3份，硼1～2份。本申請中，所述類鑽碳為碳單質、矽單質和硼單質的混合物，形成碳矽類混合物；本申請中，所述碳單質優選為金剛石。本申請對碳單質、矽單質和硼單質的來源沒有特殊限制，可為一般市售品，也可為自製，其自製方法沒有特殊限制，為本領域中常規製備方法即可。類鑽碳在接枝有鋁酸酯偶聯劑的情況下，可以均勻的分散在聚氯乙烯樹脂中以提升管材的韌性、耐磨損及抗腐蝕性。
本申請所述助劑母粒包括下述重量份的組分：碳酸鈉粉末5～7份，碳酸鈣粉末5～7份，石墨粉2.5～3.5份，氧化鈣4～6份，二氧化矽4～6份，玻璃纖維2～4份，碳纖維2～4份，鈦酸酯偶聯劑5～7份。
作為優選，碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的質量比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的質量比為1:1。
本申請中，作為優選，所述助劑母粒的製備方法包括：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在500～700轉/分的轉速下混合攪拌5～6min，之後加入石墨粉，在1200～1500轉/分的轉速下混合攪拌7～8min，接著升溫至80～120℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在600～800轉/分的轉速下混合攪拌，至混合攪拌的摩擦升溫達到60～65℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與所述第二母粒混合攪拌，至混合攪拌的摩擦升溫達到100～120℃，得到第三母粒；
c)將所述第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述第一母粒在1200～1500轉/分的轉速下混合攪拌10～20min，再利用雙螺杆擠出造粒機進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
現有技術的助劑母粒一般都是將物料進行全部混合或者部分混合後加熱攪拌，但是發明人在經過大量實驗後發現，助劑母粒中包含多種成分，而不同成分的物理性質和化學性質均有所不同，因此本申請針對不同的成分進行分批次混合製備，採用四次遞進式組合法進行製備助劑母粒，分別獲得第一母粒、第二母粒、第三母粒和最終的助劑母粒，依此方式得到的助劑母粒與聚氯乙烯樹脂的相容性更好；而且四次遞進式組合法製備過程中每一階段產生的助劑母粒組分均保持在一定的溫度範圍內備用(如第一母粒是碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末及石墨粉分批混合攪拌並升溫至80～120℃的母粒；第二母粒是溫度達到60～65℃的母粒；第三母粒是將玻璃纖維、碳纖維以及溫度處於100～120℃的第二母粒混合攪拌，並利用攪拌摩擦升溫使溫度達到100～120℃的母粒；最終的助劑母粒是將溫度處於100～120℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑以及溫度處於80～120℃的第一母粒混合攪拌，並經熔融擠出造粒而獲得)，充分保持每一階段產生的助劑母粒組分的分子活性，以有效提高各個階段產生的助劑母粒之間的相容性。
本發明還提供了一種改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的生產工藝，包括以下步驟：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為80～100℃條件下攪拌反應5～10min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應6～8min得到第一混合物；
將類鑽碳、剩餘硬脂酸與所述第一混合物混合攪拌3～5min，之後邊攪拌邊加入高聚合度聚氯乙烯和1/2的聚氯乙烯樹脂，升溫至70～80℃，繼續攪拌8～10min，得第二混合物；
(2)將助劑母粒與所述第二混合物混合併升溫至65～70℃，攪拌8～10min，得到第一次加熱混合物；
將剩餘鋁酸酯偶聯劑、剩餘聚氯乙烯樹脂與所述第一次加熱混合物混合併升溫至90～100℃，攪拌4～6min後冷卻至25～45℃，得到第二次加熱混合物；
(3)將所述第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型，得到改性聚氯乙烯雙壁波紋管材；所述擠出機的筒身溫度為150～175℃，口模溫度不大於210℃。
其中，聚氯乙烯樹脂、鋁酸酯偶聯劑、二鹽基鄰苯二甲酸鉛、硬脂酸、高聚合度聚氯乙烯、助劑母粒、類鑽碳等組分的用量和來源與上述技術方案一致，在此不再贅述。
本發明提供的管材生產工藝可在原有生產聚氯乙烯雙壁波紋管的生產設備上進行，無需增加生產設備的成本；在本發明的生產工藝中，引入了類鑽碳、玻璃纖維和碳纖維等組分，它們均擁有高強度、高模量的特點，採用傳統的直接加熱混合的方式很難滿足類鑽碳、玻璃纖維和碳纖維與聚氯乙烯分子鏈的充分結合，本發明採用特殊的二次連續升溫的方式對組合材料進行加熱混合，第一次升溫可以將類鑽碳、玻璃纖維和碳纖維的分子活性打開，使得分子可以充分的無規則運動，第二次升溫的過程中加入剩餘的鋁酸酯偶聯劑和剩餘的聚氯乙烯樹脂，使得類鑽碳和助劑母粒上均充分接枝有鋁酸酯偶聯劑，然後均勻的分散在聚氯乙烯樹脂中，升溫攪拌結束後再恆溫保持一定時間，有效地延長了物料與聚氯乙烯樹脂分子間的結合時間和結合強度，從而提升聚氯乙烯雙壁波紋管材的韌性、抗衝擊性、抗開裂性和耐低溫衝擊性能。
為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點，而不是對本發明權利要求的限制。
本發明以下實施例所用原料的來源沒有特殊限制，由市場購買得到即可，如聚氯乙烯樹脂可以為購自寧波新揚巴進出口有限公司。
實施例1
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂100份，鋁酸酯偶聯劑2份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛3份，硬脂酸0.8份，高聚合度聚氯乙烯5份(聚合度為2500)，助劑母粒20份，類鑽碳0.2份(類鑽碳包括：碳5份，矽2份，硼1份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末5份，碳酸鈣粉末5份，石墨粉2.5份，氧化鈣4份，二氧化矽4份，玻璃纖維2份，碳纖維2份，鈦酸酯偶聯劑5份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在500轉/分速度下的混合機中混合攪拌5min後加入石墨粉，在1200轉/分的轉速混合攪拌分散7min，溫度升至80℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在600轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至60℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述60℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至100℃，得到第三母粒；
c)將所述100℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述80℃的第一母粒在1200轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌10min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為80℃條件下攪拌反應5min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應6min得到第一混合物，備用；
將類鑽碳和剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌3min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至70℃，繼續攪拌8min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至65℃，攪拌8min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至90℃，攪拌4min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至25℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
實施例2
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂110份，鋁酸酯偶聯劑4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛6份，硬脂酸1.2份，高聚合度聚氯乙烯7份(聚合度為2500)，助劑母粒26份，類鑽碳0.5份(類鑽碳包括：碳6份，矽3份，硼2份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末7份，碳酸鈣粉末7份，石墨粉3.5份，氧化鈣6份，二氧化矽6份，玻璃纖維4份，碳纖維4份，鈦酸酯偶聯劑7份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在700轉/分速度下的混合機中混合攪拌6min後加入石墨粉，在1500轉/分的轉速混合攪拌分散8min，溫度升至120℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在800轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至65℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述65℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至120℃，得到第三母粒；
c)將所述120℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述120℃的第一母粒在1500轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌20min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為100℃條件下攪拌反應10min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應8min得到第一混合物，備用；
將類鑽碳和剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌5min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至80℃，繼續攪拌10min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至70℃，攪拌10min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至100℃，攪拌6min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至25℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
實施例3
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂105份，鋁酸酯偶聯劑3份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛5份，硬脂酸1.0份，高聚合度聚氯乙烯6份(聚合度為2500)，助劑母粒24份，類鑽碳0.4份(類鑽碳包括：碳3份，矽2.5份，硼1.5份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末6份，碳酸鈣粉末6份，石墨粉3份，氧化鈣5份，二氧化矽5份，玻璃纖維3份，碳纖維3份，鈦酸酯偶聯劑6份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在600轉/分速度下的混合機中混合攪拌5.5min後加入石墨粉，在1400轉/分的轉速混合攪拌分散8min，溫度升至95℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在700轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至63℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述63℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至110℃，得到第三母粒；
c)將所述110℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述95℃的第一母粒在1400轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌16min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為90℃條件下攪拌反應7min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應7min得到第一混合物，備用；
將類鑽碳和剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌4min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至75℃，繼續攪拌9min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至66℃，攪拌9min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至95℃，攪拌5min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至30℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
實施例4
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂108份，鋁酸酯偶聯劑4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛5份，硬脂酸1.1份，高聚合度聚氯乙烯7份(聚合度為2500)，助劑母粒25份，類鑽碳0.4份(類鑽碳包括：碳5份，矽2.5份，硼1份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末5.5份，碳酸鈣粉末5.5份，石墨粉2.75份，氧化鈣4.5份，二氧化矽4.5份，玻璃纖維2.5份，碳纖維2.5份，鈦酸酯偶聯劑5.5份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在550轉/分速度下的混合機中混合攪拌5min後加入石墨粉，在1350轉/分的轉速混合攪拌分散7min，溫度升至95℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在680轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至62℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述62℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至105℃，得到第三母粒；
c)將所述105℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述95℃的第一母粒在1200轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌18min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為95℃條件下攪拌反應9min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應6.5min得到第一混合物，備用；
將類鑽碳和剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌4.5min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至78℃，繼續攪拌8.5min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至68℃，攪拌9min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至98℃，攪拌4.5min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至40℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
實施例5
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂102份，鋁酸酯偶聯劑2.4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛5.2份，硬脂酸0.96份，高聚合度聚氯乙烯5.7份(聚合度為2500)，助劑母粒23份，類鑽碳0.32份(類鑽碳包括：碳5.2份，矽2.5份，硼1.7份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末6.4份，碳酸鈣粉末6.4份，石墨粉3.2份，氧化鈣4.7份，二氧化矽4.7份，玻璃纖維2.6份，碳纖維2.6份，鈦酸酯偶聯劑7份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在650轉/分速度下的混合機中混合攪拌6min後加入石墨粉，在1300轉/分的轉速混合攪拌分散8min，溫度升至120℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在800轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至65℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述65℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至120℃，得到第三母粒；
c)將所述120℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述120℃的第一母粒在1500轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌20min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為95℃條件下攪拌反應10min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應7.5min得到第一混合物，備用；
將類鑽碳和剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌5min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至74℃，繼續攪拌10min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至67℃，攪拌9.5min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至100℃，攪拌4.5min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至30℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
對比例1
對比例1採用實施例1中製備改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的大部分原料和基本相同的製備方法，不同的是，原料中不包含類鑽碳組分，製備方法中不包含類鑽碳組分，具體原料和方法如下：
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂100份，鋁酸酯偶聯劑2份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛3份，硬脂酸0.8份，高聚合度聚氯乙烯5份(聚合度為2500)，助劑母粒20份。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末5份，碳酸鈣粉末5份，石墨粉2.5份，氧化鈣4份，二氧化矽4份，玻璃纖維2份，碳纖維2份，鈦酸酯偶聯劑5份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在500轉/分速度下的混合機中混合攪拌5min後加入石墨粉，在1200轉/分的轉速混合攪拌分散7min，溫度升至80℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在600轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至60℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述60℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至100℃，得到第三母粒；
c)將所述100℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述80℃的第一母粒在1200轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌10min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為80℃條件下攪拌反應5min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應6min得到第一混合物，備用；
將剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌3min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至70℃，繼續攪拌8min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至65℃，攪拌8min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至90℃，攪拌4min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至25℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
對比例2
對比例2採用實施例3中製備改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的大部分原料和基本相同的製備方法，不同的是，原料中不包含類鑽碳組分，製備方法中不包含類鑽碳組分，具體原料和方法如下：
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂105份，鋁酸酯偶聯劑3份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛5份，硬脂酸1.0份，高聚合度聚氯乙烯6份(聚合度為2500)，助劑母粒24份，類鑽碳0.4份(類鑽碳包括：碳3份，矽2.5份，硼1.5份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末6份，碳酸鈣粉末6份，石墨粉3份，氧化鈣5份，二氧化矽5份，玻璃纖維3份，碳纖維3份，鈦酸酯偶聯劑6份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在600轉/分速度下的混合機中混合攪拌5.5min後加入石墨粉，在1400轉/分的轉速混合攪拌分散8min，溫度升至95℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在700轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至63℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述63℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至110℃，得到第三母粒；
c)將所述110℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述95℃的第一母粒在1400轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌16min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為90℃條件下攪拌反應7min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應7min得到第一混合物，備用；
將剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌4min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至75℃，繼續攪拌9min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至66℃，攪拌9min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至95℃，攪拌5min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至30℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
對比例3
對比例3採用實施例5中製備改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的大部分原料和基本相同的製備方法，不同的是，原料中不包含類鑽碳組分，製備方法中不包含類鑽碳組分，具體原料和方法如下：
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂102份，鋁酸酯偶聯劑2.4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛5.2份，硬脂酸0.96份，高聚合度聚氯乙烯5.7份(聚合度為2500)，助劑母粒23份，類鑽碳0.32份(類鑽碳包括：碳5.2份，矽2.5份，硼1.7份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末6.4份，碳酸鈣粉末6.4份，石墨粉3.2份，氧化鈣4.7份，二氧化矽4.7份，玻璃纖維2.6份，碳纖維2.6份，鈦酸酯偶聯劑7份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在650轉/分速度下的混合機中混合攪拌6min後加入石墨粉，在1300轉/分的轉速混合攪拌分散8min，溫度升至120℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在800轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至65℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述65℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至120℃，得到第三母粒；
c)將所述120℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述120℃的第一母粒在1500轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌20min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為95℃條件下攪拌反應10min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應7.5min得到第一混合物，備用；
將剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌5min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至74℃，繼續攪拌10min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至67℃，攪拌9.5min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至100℃，攪拌4.5min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至30℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
對比例4
對比例4採用實施例5中製備改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的原料和基本相同的製備方法，不同的是，助劑母粒不採用四次遞進式組合法製備，具體原料和方法如下：
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂102份，鋁酸酯偶聯劑2.4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛5.2份，硬脂酸0.96份，高聚合度聚氯乙烯5.7份(聚合度為2500)，助劑母粒23份，類鑽碳0.32份(類鑽碳包括：碳5.2份，矽2.5份，硼1.7份)。
助劑母粒包括下述重量份的組分：碳酸鈉粉末6.4份，碳酸鈣粉末6.4份，石墨粉3.2份，氧化鈣4.7份，二氧化矽4.7份，玻璃纖維2.6份，碳纖維2.6份，鈦酸酯偶聯劑7份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
將碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉、氧化鈣、二氧化矽、玻璃纖維、碳纖維和鈦酸酯偶聯劑，加熱至120℃，在1500轉/分速度下的混合機中混合攪拌分散20min，輸入雙螺杆擠出造粒機中，熔融擠出造粒，即得助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為95℃條件下攪拌反應10min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應7.5min得到第一混合物，備用；
將類鑽碳和剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌5min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升溫至74℃，繼續攪拌10min，得第二混合物，備用；
(2)將助劑母粒和第二混合物放入高速混料機中共混，升溫至67℃，攪拌9.5min，得到第一次加熱混合物；
再將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂加入到第一次加熱混合物中，然後再升高溫度至100℃，攪拌4.5min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至30℃時放入物料桶，得到第二次加熱混合物；
(3)將所得第二次加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
對比例5
對比例5採用實施例5中製備改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的原料和基本相同的製備方法，不同的是，改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的生產工藝中不採用二次連續升溫，具體原料和方法如下：
1.1、原料：聚氯乙烯樹脂102份，鋁酸酯偶聯劑2.4份，二鹽基鄰苯二甲酸鉛5.2份，硬脂酸0.96份，高聚合度聚氯乙烯5.7份(聚合度為2500)，助劑母粒23份，類鑽碳0.32份(類鑽碳包括：碳5.2份，矽2.5份，硼1.7份)。
所述助劑母粒包括：碳酸鈉粉末6.4份，碳酸鈣粉末6.4份，石墨粉3.2份，氧化鈣4.7份，二氧化矽4.7份，玻璃纖維2.6份，碳纖維2.6份，鈦酸酯偶聯劑7份(碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石墨粉的重量份比為2:2:1；氧化鈣、二氧化矽的重量份比為1:1)。
1.2、助劑母粒的製備：
a)將碳酸鈉粉末和碳酸鈣粉末混合，在650轉/分速度下的混合機中混合攪拌6min後加入石墨粉，在1300轉/分的轉速混合攪拌分散8min，溫度升至120℃，得到第一母粒；
將氧化鈣和二氧化矽在800轉/分速度下的混合機中混合攪拌摩擦升溫，至混合物升溫至65℃，得到第二母粒；
b)將玻璃纖維、碳纖維與上述65℃的第二母粒在混合機中繼續混合攪拌，至混合物的溫度升至120℃，得到第三母粒；
c)將所述120℃的第三母粒、鈦酸酯偶聯劑與所述120℃的第一母粒在1500轉/分的轉速下於混合機中混合攪拌20min，輸入雙螺杆擠出造粒機中進行熔融擠出造粒，得到助劑母粒。
1.3、改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的製備：
(1)將二鹽基鄰苯二甲酸鉛與1/2的硬脂酸混合，在反應溫度為95℃條件下攪拌反應10min，然後加入1/2的鋁酸酯偶聯劑，攪拌反應7min得到第一混合物；
(2)將類鑽碳和剩餘的硬脂酸加入到步驟(1)中的第一混合物中，放入混合機中混合攪拌5min後，邊攪拌邊加入1/2的聚氯乙烯樹脂和高聚合度聚氯乙烯，升高溫度至74℃，繼續攪拌10min得第二混合物；
(3)將剩餘的鋁酸酯偶聯劑、剩餘的聚氯乙烯樹脂、助劑母粒和第二混合物混合，升高溫度至100℃，攪拌4.5min後放入低速冷混攪拌機進行冷卻，料溫降至30℃時放入物料桶，得到加熱混合物；
(4)將步驟(3)中的加熱混合物輸送至用於擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑化擠出，並模壓成型為雙壁備用的波紋管；擠出機筒身溫度150～175℃，口模溫度不大於210℃。
實施例1～5及對比例1～5製備所得到的改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的衝擊性能(tir，/％)、剛度(kn/m2)、環柔性、蠕變比率(23℃，％)、烘箱實驗(100℃)、拉伸強度(mpa)、剝離強度(25℃，n/cm)、缺口衝擊強度(kj/m2)和維卡軟化點(℃)各項性能的數據如表1所示。
表1實施例1～5及對比例1～5所得改性聚氯乙烯雙壁波紋管材的性能測
試結果
從表1中的實施例數據和對比例數據可以看出，本發明提供的改性聚氯乙烯雙壁波紋管材，採用特定的原料搭配，利用助劑母粒、高聚合度聚氯乙烯和類鑽碳等改性劑改善聚氯乙烯雙壁波紋管耐高溫性能的同時可提高管材韌性，能夠提升聚氯乙烯雙壁波紋管材的韌性、抗衝擊性、抗開裂性和耐低溫衝擊性能，能夠獲得綜合性能更優異的改性聚氯乙烯雙壁波紋管。
本發明提供的管材生產工藝可在原有生產聚氯乙烯雙壁波紋管的生產設備上進行，無需增加生產設備的成本，能夠有效地延長物料與聚氯乙烯樹脂分子間的結合時間和結合強度，從而提升聚氯乙烯雙壁波紋管材的韌性、抗衝擊性、抗開裂性和耐低溫衝擊性能。
以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。