一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管及其制备方法技术

本发明专利技术属于管材加工制造领域，具体说是一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管及其制备方法。其包括内层和外层，内层原料：高密度聚乙烯、石蜡、氧化锌、玻璃纤维、ASA树脂、聚对苯二甲酸二醇酯、二氧化钛、聚乙二醇、聚丙烯接枝马来酸酐、咪唑型离子液体；外层原料：高密度聚乙烯、石蜡、氧化锌、二氧化钛、ASA树脂、玻璃纤维、聚对苯二甲酸二醇酯、可发性聚苯乙烯、炭黑、碳酸钙、滑石粉、碳素纤维、氮化硅、氮化铝、脂肪酸、稻壳灰、聚乙二醇、乙烯丙烯酸共聚物、咪唑型离子液体、硅烷偶联剂、光稳定剂。制备方法为分别制备内层材料和外层材料，再将内层材料和外层材料送入挤出机中进行挤出，送入模具中复合成型、冷却、定型即可。

A high impact high density polyethylene water supply pipe and its preparation method

The invention belongs to the field of pipe processing and manufacturing, in particular to a high impact resistance high density polyethylene water supply pipe and a preparation method thereof. It includes inner and outer layers, and inner materials: high density polyethylene, paraffin, zinc oxide, glass fiber, ASA resin, poly (terephthalate), titanium dioxide, polyethylene glycol, polypropylene grafted maleic anhydride, imidazole ionic liquids; outer materials: high density polyethylene, paraffin, zinc oxide, titanium dioxide, AS A resin, glass fiber, polyterephthalate, EPS, carbon black, calcium carbonate, talcum powder, carbon fiber, silicon nitride, aluminum nitride, fatty acid, rice husk ash, polyethylene glycol, vinyl acrylic acid copolymer, imidazole ionic liquid, silane coupling agent, light stabilizer. The preparation method is to prepare the inner material and the outer material respectively, and then feed the inner material and the outer material into the extruder for extrusion, and then feed them into the die for compound forming, cooling and setting.

【技术实现步骤摘要】
一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管及其制备方法
本专利技术属于管材加工制造领域，具体说是一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管及其制备方法。
技术介绍
给排水管材是我们生活中不可或缺的一种重要建筑材料。目前常用的管材有金属管材、复合管材和塑料管材，还有铸铁管材。镀锌管材由于成本高，易腐蚀、。维修困难等缺点逐步退出市场。铜管材耐久性好，但是易析出铜，不利于人们身体健康，被限制使用。铸铁管成本低、耐腐蚀，但是连接方式较为单一，且硬度小，易脆裂。复合管材由两种或两种以上的材料通过粘结、焊接等方式进行，因材料的膨胀系数不同导致相邻管材接缝处易发生开裂，大大缩短了管材的使用寿命。塑料管材因其质量轻，耐化学腐蚀性能好、力学性能好、耐久性能好、方便安装等优点而成为目前管材市场的“主力军”，具有广阔的应用前景。市面上常用的塑料管材有聚乙烯管材、聚氯乙烯管材、聚丁烯管材、聚丙烯管材。聚乙烯管材具有耐高温、耐低温、质轻、耐腐蚀、弯曲性能好、价格便宜等优点，但是力学性能较差。聚氯乙烯管材具有难燃、质轻、防火、耐化学腐蚀等优点。聚丁烯管材具有耐高温、耐高压、耐化学腐蚀性好、能够长期在高负荷下不变形等优点。聚丙烯管材具有相对密度低，耐化学腐蚀、抗冲击性能好、抗蠕变性好。聚乙烯管材是目前使用范围最广泛的管材之一。高密度聚乙烯管材因为其清洁无毒和较高的静液压应力，应用于给水输水管道，也用于燃气管道。在现有的高密度聚乙烯管材中虽然有一定的抗冲击性能，但是在使用过程中并不能达到人们的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管及其制备方法，该给水管有很好的抗冲击性能，同时强度高，同时耐腐蚀性能好、质量轻、抑菌性强、流通量大、安装简便、寿命长，适于大批量生产。本专利技术的方案是通过这样实现的：一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管，该高抗冲性高密度聚乙烯给水管材包括内层和外层，所述的内层原料各组成成分及其重量份数比为：高密度聚乙烯70~75份、石蜡2~4份、氧化锌4~6份、玻璃纤维6~8份、ASA树脂6~8份、聚对苯二甲酸二醇酯3~5份、二氧化钛5~8份、聚乙二醇4~6份、聚丙烯接枝马来酸酐8~12份、咪唑型离子液体8~12份；所述的外层原料各组成成分及其重量份数比为：高密度聚乙烯70~75份、石蜡3~5份、氧化锌5~8份、二氧化钛5~8份、ASA树脂8~10份、玻璃纤维3~5份、聚对苯二甲酸二醇酯5~6份可发性聚苯乙烯4~8份、炭黑3~4份、碳酸钙3~5份、滑石粉1~3份、碳素纤维1~2份、氮化硅0.3~0.6份、氮化铝0.3~0.4份、脂肪酸0.5~1份、稻壳灰5~8份、聚乙二醇1~2份、乙烯丙烯酸共聚物6~12份、咪唑型离子液体12~15份、硅烷偶联剂6~8份、光稳定剂1~2份。一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管材的方法，包括以下步骤：(1)内层材料的制备：取氧化锌4~6份、二氧化钛5~8份、玻璃纤维6~8份加入混料机中，将温度升至60℃后加入石蜡2~4份、聚乙二醇4~6份、聚丙烯接枝马来酸酐8~12份、咪唑型离子液体8~12份保温搅拌混合20~30min，然后再加入高密度聚乙烯70~75份、ASA树脂6~8份、聚对苯二甲酸二醇酯3~5份进行混合20~30min得到混合均匀的物料，将混合均匀的物料加入造粒机进行造粒得到内层材料；(2)外层材料的制备：将乙烯丙烯酸共聚物6~12份加热到120~130℃，加入炭黑3~4份、碳素纤维1~2份、氮化硅0.3~0.6份、氮化铝0.3~0.4份、脂肪酸0.5~1份、稻壳灰5~8份、聚乙二醇1~2份在转速为100~200r/min下搅拌混合10~15min，然后冷却至常温得到预混料A；将高密度聚乙烯70~75份、ASA树脂8~10份、玻璃纤维3~5份、聚对苯二甲酸二醇酯5~6份、碳酸钙3~5份、滑石粉1~3份、石蜡3~5份、氧化锌5~8份、二氧化钛5~8份、咪唑型离子液体12~15份、硅烷偶联剂6~8份在50~60℃下搅拌混合，设置搅拌转速为200~300r/min，混合时间为18~20min得到预混料B；将预混料B冷却至常温后加入预混料A、可发性聚苯乙烯4~8份、光稳定剂1~2份在搅拌转速为300~400r/min下混合10~12min后烘干，送入造粒机进行造粒得到外层材料；(3)高抗冲性高密度聚乙烯给水管材的制备：将内层材料、外层材料送入挤出机中进行挤出，再送入模具中复合成型、冷却、定型即得到高抗冲性高密度聚乙烯给水管。作为本专利技术的进一步改进，所述的高抗冲性高密度聚乙烯给水管材内层和外层厚度比为4:1。作为本专利技术的进一步改进，所述的高密度聚乙烯为PE100级。作为本专利技术的进一步改进，所述的碳酸钙粒径大小为0.2~0.5μm。作为本专利技术的进一步改进，所述的滑石粉粒径大小为1.0~2.0μm。作为本专利技术的进一步改进，所述的碳素纤维粒径大小为7~10μm。作为本专利技术的进一步改进，所述的光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂944中的一种或两种以上的组合。作为本专利技术的进一步改进，所述的咪唑型离子液体为1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或两种的组合。作为本专利技术的进一步改进，所述的一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管可以应用于建筑给水、排水，城镇自来水输送，市政排水、排污，农村人畜饮水改造，农业灌溉、排水等诸多领域。本专利技术实现的技术原理是：本专利技术中加入的玻璃纤维可以增强给水管材的耐热性，提高给水管在较高温度下的使用寿命，同时玻璃纤维也能够增强给水管的抗拉强度。ASA树脂是一种抗冲击性树脂，具有良好的机械物理性能，能够增强给水管的抗冲击性，同时ASA树脂是一种防静电材料，能够减少给水管表面少积灰尘，使给水管保持清洁状态，同时ASA树脂户外耐化学性能良好，与炭黑、光稳定剂相互作用使得给水管抗老化性能增强。聚对苯二甲酸丁二醇酯与给水管原料进行混配后与原料中的高密度聚乙烯、ASA树脂一起加工使得给水管的耐热性、耐疲劳性、韧性提高，同时摩擦系数降低。在制备内层材料时采用氧化锌和二氧化钛混合后再加入石蜡、聚乙二醇、聚丙烯接枝马来酸酐、咪唑型离子液体进行混合，聚丙烯接枝马来酸酐在非极性分子上引入强极性的基团，能够增强氧化锌、二氧化钛材料聚乙烯中的相容性和分散性和粘结性能，咪唑型离子液体的加入可以防止内层原料发生团聚现象，同时咪唑型离子液体中的功能基团能够与聚乙烯中的高分子链段发生化学作用或者缠绕作用，另一端与氧化锌和二氧化钛进行反应，能够增强原料中有机与无机之间的复合，咪唑型离子液体与聚乙二醇、聚丙烯接枝马来酸酐相互作用，有效改善氧化锌、二氧化钛与高密度聚乙烯之间的界面结合作用，使得内层材料原料均匀分布，提高给水管材的拉伸和强度，石蜡的加入可以提高给水管材的表面光洁度，利于加工。在制备外层材料中还加入了石蜡、碳素纤维、氮化硅、氮化铝、脂肪酸等软性物质，软性物质能够提高给水管材的韧性，使得给水管材的拉伸断裂伸长率、抗冲击强度较大，便于施工。炭黑可以吸收光，能够提高管材的抗紫外线防老化的能力，与氧化锌、二氧化钛以及加入的光稳定剂能够起到协同作用，共同防止给水管材的老化，延长给水管材的使用寿命。此外光稳定剂的和可发性聚苯乙烯作用后能够提高给水管材的稳定性。高抗冲性高密度聚乙烯给水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管，该高抗冲性高密度聚乙烯给水管材包括内层和外层，其特征是，所述的内层原料各组成成分及其重量份数比为：高密度聚乙烯70~75份、石蜡2~4份、氧化锌4~6份、玻璃纤维6~8份、ASA树脂6~8份、聚对苯二甲酸二醇酯3~5份、二氧化钛5~8份、聚乙二醇4~6份、聚丙烯接枝马来酸酐8~12份、咪唑型离子液体8~12份；所述的外层原料各组成成分及其重量份数比为：高密度聚乙烯70~75份、石蜡3~5份、氧化锌5~8份、二氧化钛5~8份、ASA树脂8~10份、玻璃纤维3~5份、聚对苯二甲酸二醇酯5~6份、可发性聚苯乙烯4~8份、炭黑3~4份、碳酸钙3~5份、滑石粉1~3份、碳素纤维1~2份、氮化硅0.3~0.6份、氮化铝0.3~0.4份、脂肪酸0.5~1份、稻壳灰5~8份、聚乙二醇1~2份、乙烯丙烯酸共聚物6~12份、咪唑型离子液体12~15份、硅烷偶联剂6~8份、光稳定剂1~2份；所述的高抗冲性高密度聚乙烯给水管材内层和外层厚度比为4:1。

【技术特征摘要】
1.一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管，该高抗冲性高密度聚乙烯给水管材包括内层和外层，其特征是，所述的内层原料各组成成分及其重量份数比为：高密度聚乙烯70~75份、石蜡2~4份、氧化锌4~6份、玻璃纤维6~8份、ASA树脂6~8份、聚对苯二甲酸二醇酯3~5份、二氧化钛5~8份、聚乙二醇4~6份、聚丙烯接枝马来酸酐8~12份、咪唑型离子液体8~12份；所述的外层原料各组成成分及其重量份数比为：高密度聚乙烯70~75份、石蜡3~5份、氧化锌5~8份、二氧化钛5~8份、ASA树脂8~10份、玻璃纤维3~5份、聚对苯二甲酸二醇酯5~6份、可发性聚苯乙烯4~8份、炭黑3~4份、碳酸钙3~5份、滑石粉1~3份、碳素纤维1~2份、氮化硅0.3~0.6份、氮化铝0.3~0.4份、脂肪酸0.5~1份、稻壳灰5~8份、聚乙二醇1~2份、乙烯丙烯酸共聚物6~12份、咪唑型离子液体12~15份、硅烷偶联剂6~8份、光稳定剂1~2份；所述的高抗冲性高密度聚乙烯给水管材内层和外层厚度比为4:1。2.根据权利要求1所述的一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管材，其特征是，所述的高密度聚乙烯为PE100级。3.根据权利要求1所述的一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管材，其特征是，所述的碳酸钙粒径大小为0.2~0.5μm。4.根据权利要求1所述的一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管材，其特征是，所述的滑石粉粒径大小为1.0~2.0μm。5.根据权利要求1所述的一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管材，其特征是，所述的碳素纤维粒径大小为7~10μm。6.根据权利要求1所述的一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管材，其特征是，所述的光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂944中的一种或两种以上的组合。7.根据权利要求1所述的一种高抗冲性高密度聚乙烯给水管材，其特征是，所述的咪唑型离子液体为1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃央央，
申请(专利权)人：广西南宁荣威德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45