一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法，属于聚乙烯管生产技术领域。所述方法为：在聚乙烯管加工成型过程中，将聚乙烯管原料树脂与线型低密度聚乙烯树脂混合均匀，再经过熔融、挤出、冷却得到聚乙烯管；所述线型低密度聚乙烯树脂的与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为0.5‰～5‰；所述聚乙烯管原料树脂为以乙烯为单体聚合得到的聚乙烯树脂；所述线型低密度聚乙烯树脂为乙烯和α-烯烃共聚得到的密度为0.910～0.925g/cm3的聚乙烯树脂。采用本发明专利技术的方法，可以在不改变现有聚乙烯管加工工艺条件并且不影响所得聚乙烯管其他性能的前提下，显著提高所得聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能。延长聚乙烯管使用寿命，保证聚乙烯管的使用安全。

【技术实现步骤摘要】
一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法
本专利技术涉及聚乙烯管生产
，特别涉及一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法。
技术介绍
聚乙烯(polyethylene，PE)管由于具有使用寿命长、耐腐蚀性能强、柔韧性好、重量轻、连接方便、摩擦阻力小等优点，被广泛应用于燃气输送、给水排水等领域。聚乙烯管在长期使用过程中，会发生脆性破坏。脆性破坏是由于聚乙烯管在较低应力条件下引起的慢速裂纹增长所致，是聚乙烯管在实际使用过程中发生破坏的主要型式。聚乙烯管的实地破坏是引起慢速裂纹增长的主要诱因，如管材在生产、运输和施工过程中造成的划痕、裂纹等损坏，或机械连接变型、压扁等，这些裂纹会在外部的弯曲或扭转载荷下慢慢扩展到整个管壁，并最终导致管道系统破坏。对于承受内压的聚乙烯管来说，产生慢速裂纹增长是不可避免的，因此，提高聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能对提高其使用寿命具有重要意义。目前，提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法主要是改进用于加工聚乙烯管的原料树脂的性能。例如通过共聚的方法控制原料树脂的分子量分布、支化程度以及结晶度等。在实现本专利技术的过程中，本专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的通过改进原料树脂的性能来提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法工艺复杂、操作困难。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供一种工艺简单、容易操作的提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法。具体而言，包括以下的技术方案：一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法，该方法为：在聚乙烯管加工成型过程中，将聚乙烯管原料树脂与线型低密度聚乙烯树脂混合均匀，再经过熔融、挤出、冷却得到聚乙烯管；所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为0.5‰～5‰；其中，所述聚乙烯管原料树脂为以乙烯为单体聚合得到的聚乙烯树脂；所述线型低密度聚乙烯树脂为乙烯和α-烯烃共聚得到的密度为0.910～0.925g/cm3的聚乙烯树脂。优选地，所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为1‰～4‰。优选地，所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为1‰～3‰。优选地，所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为2‰。优选地，所述线型低密度聚乙烯树脂的密度为0.917～0.923g/cm3。优选地，所述线型低密度聚乙烯树脂中，所述α-烯烃与所述乙烯的质量比例为5～10％，所述α-烯烃选自1-丁烯、1-己烯以及1-辛烯中的至少一种。优选地，所述聚乙烯原料树脂的密度为0.955～0.965g/cm3，熔体流动速率为0.20～0.30g/10min。优选地，将所述聚乙烯管原料树脂和所述线型低密度聚乙烯树脂混合均匀后，按照以下工艺参数加工聚乙烯管：挤出量670～690kg/h，加工温度190～200℃，螺杆转速115～125rpm，熔体压力130～150bar，熔体温度190～200℃。优选地，所述聚乙烯管原料树脂的密度为0.940～0.955g/cm3，熔体流动速率为0.80～0.90g/10min。优选地，将所述聚乙烯管原料树脂和所述线型低密度聚乙烯树脂混合均匀后，按照以下工艺参数加工聚乙烯管：挤出量640～660kg/h，加工温度180～190℃，螺杆转速120～130rpm，熔体压力95～115bar；熔体温度200～210℃。本专利技术实施例提供的技术方法的有益效果是：本专利技术实施例通过在聚乙烯管加工成型过程中向原料树脂中添加线型低密度聚乙烯树脂来提高聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能，工艺简单、容易操作。由于线型低密度聚乙烯树脂添加量很少，因此，采用本专利技术实施例的方法可以在不改变原有聚乙烯管加工成型工艺条件以及不影响聚乙烯管其他性能的前提下，有效提高所得聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能，按照GB/T18476-2001对所得聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能进行测试，结果表明，采用本专利技术实施例的方法所得的聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能是未添加线型低密度聚乙烯树脂的聚乙烯管的近2倍。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为线型低密度聚乙烯添加量与聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的关系曲线；图2为线型低密度聚乙烯添加量与聚乙烯管断裂伸长率的关系曲线。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法，该方法为：在聚乙烯管加工成型过程中，将聚乙烯管原料树脂与线型低密度聚乙烯树脂混合均匀，再经过熔融、挤出、冷却得到聚乙烯管；所述线型低密度聚乙烯树脂的与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为0.5‰～5‰；其中，所述聚乙烯管原料树脂为以乙烯为单体聚合得到的聚乙烯树脂；所述线型低密度聚乙烯树脂为乙烯和α-烯烃共聚得到的密度为0.910～0.925g/cm3的聚乙烯树脂。聚乙烯管在长期使用过程中，慢速裂纹增长会引发聚乙烯管的破坏，带来安全隐患。在聚乙烯管的生产、运输以及铺设过程中，在聚乙烯管表面造成划痕或裂纹是不可避免的。因此，只有提高聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能才能延长聚乙烯管的使用寿命，保证聚乙烯管的使用安全。线型低密度聚乙烯(LinearLow-DensityPolyethylene，LLDPE)是由乙烯与少量α-烯烃采用Ziegler-Natta引发体系共聚得到的，其分子链呈线型结构，带有少量侧基。线型低密度聚乙烯具有较低的结晶度以及良好的抗冲击强度和抗环境应力开裂性能。因此，在聚乙烯管成型加工过程中，将线型低密度聚乙烯树脂与聚乙烯管原料树脂按照0.5‰～5‰的比例混合均匀，可以改善聚乙烯管原料树脂的晶体结构和结晶度，再进行熔融、挤出、冷却等步骤，所得聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能与未添加线型低密度聚乙烯的聚乙烯管相比显著提高。而且，由于线型低密度聚乙烯的添加量很少，不影响现有聚乙烯管的加工成型工艺以及聚乙烯管的其他性能。在上述的方法中，所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的比例优选为1‰～4‰，例如可以为1.5‰、1.8‰、2‰、2.2‰、2.5‰、3‰、3.5‰等，更优选1‰～3‰。特别是当所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的比例为2‰时，所得聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能是未添加线型低密度聚乙烯的聚乙烯管的近2倍。在上述的方法中，所述线型低密度聚乙烯树脂的密度优选0.917～0.923g/cm3。在上述的方法中，所述线型低密度聚乙烯树脂中，所述α-烯烃与所述乙烯的质量比例优选为5％～10％，即乙烯与5％～10％的α-烯烃进行共聚，例如可以为6％、7％、8％、9％等，在这个比例范围内，所得线型低密度聚乙烯分子的支链数适中。同时，所述α-烯烃优选1-丁烯、1-己烯以及1-辛烯中的至少一种，将乙烯与上述α-烯烃共聚可以得到支链长度适中的线型低密度聚乙烯。聚合物分子中的支链数和支链长度会影响聚合物分子的晶体结构以及结晶度，因此，将5％～10％的1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或者它们的任意组合与乙烯共聚得到的线型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法，其特征在于，所述方法为：在聚乙烯管加工成型过程中，将聚乙烯管原料树脂与线型低密度聚乙烯树脂混合均匀，再经过熔融、挤出、冷却得到聚乙烯管；所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为0.5‰～5‰；所述聚乙烯管原料树脂为以乙烯为单体聚合得到的聚乙烯树脂；所述线型低密度聚乙烯树脂为乙烯和α‑烯烃共聚得到的密度为0.910～0.925g/cm3的聚乙烯树脂。

【技术特征摘要】
1.一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法，其特征在于，所述方法为：在聚乙烯管加工成型过程中，将聚乙烯管原料树脂与线型低密度聚乙烯树脂混合均匀，再经过熔融、挤出、冷却得到聚乙烯管；所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为0.5‰～5‰；所述聚乙烯管原料树脂为以乙烯为单体聚合得到的聚乙烯树脂；所述线型低密度聚乙烯树脂为乙烯和α-烯烃共聚得到的密度为0.910～0.925g/cm3的聚乙烯树脂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为1‰～4‰。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为1‰～3‰。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述线型低密度聚乙烯树脂与所述聚乙烯管原料树脂的质量比例为2‰。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线型低密度聚乙烯树脂密度为0.917～0.923g/cm3。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述线型低密度聚乙烯树脂中，所述α-烯烃与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯书宾，吴源，田沛，危迎春，白成德，
申请(专利权)人：亚大塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13