一种耐腐蚀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技术领域，具体地说是一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管及其制备方法。其内层和外层，内层原料为：交联高密度聚乙烯、聚四氟乙烯、茂金属树脂、聚乙烯醇、石蜡、氧化锌、二氧化钛、聚乙二醇、聚丙烯接枝马来酸酐、咪唑型离子液体；外层原料为：交联高密度聚乙烯、聚四氟乙烯、茂金属树脂、聚乙烯醇、石蜡、氧化锌、二氧化钛、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进行挤出，送入模具中复合成型、冷却、定型即得到耐腐蚀高密度聚乙烯给水管。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀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
，具体地说是一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯是塑料材料中用量最大的品种，可分为两大类：高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。聚乙烯的应用领域十分广阔，用于制造管材是聚乙烯的重要用途之一，但并不是所有的聚乙烯材料都能用于制备给水管，需要选择合适的材料才能够使给水管的性能得到提高。聚乙烯给水管是以优质聚乙烯为主要原料，添加必要的抗氧化剂、紫外线吸收剂、等辅助助剂，采用挤出成型工艺进行加工的一种新型给水管到。这种管道具有不结垢、输水力条件好、重量轻、抗冲击性强等优点，被广泛应用。随着科学的发展，现在含有的给水管材虽然具有一定的耐腐蚀性能，但是在实际应用过程中达不到人们的要求，大大降低了给水管材的使用寿命，给给水管材领域资源造成了严重浪费。
技术实现思路
本专利技术提供一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管及其制备方法通过本专利技术制备的给水管材耐腐蚀性能好，能够有效延长给水管的使用寿命，同时该给水管具有较高的韧性和较高的强度，质量轻、抑菌性强、流通量大、安装简便，适于大批量生产。本专利技术的方案是通过这样实现的：一种耐腐蚀耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，该耐腐蚀高密度聚乙烯给水管包括内层和外层，所述的内层原料各组成成分及其重量份数比为：交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯8~10份、茂金属树脂6~8份、聚乙烯醇10~12份、石蜡2~4份、氧化锌4~6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：交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯5~6份、茂金属树脂4~6份、聚乙烯醇8~10份、石蜡3~5份、氧化锌5~8份、二氧化钛5~8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2~6份、光稳定剂1~2份。作为本专利技术的进一步改进，所述的耐腐蚀高密度聚乙烯给水管内层和外层厚度比为4:1。作为本专利技术的进一步改进，所述的耐腐蚀高密度聚乙烯给水管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。一种制备耐腐蚀高密度聚乙烯给水管的方法，包括以下步骤：(1)交联聚乙烯的制备：取乙烯基三甲氧基硅烷1~3份、引发剂0.01~2份、催化剂0.05~0.5份、抗氧化剂1010为0.1~0.2份进行搅拌混合均匀，然后加入高密度聚乙烯90~100份在温度为170~200℃下以螺杆转速为60r/min条件下进行熔融挤出得到交联高密度聚乙烯；(2)内层材料的制备：取氧化锌4~6份、二氧化钛5~8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，取交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯8~10份、茂金属树脂6~8份、聚乙烯醇10~12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；(3)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、聚乙烯醇8~10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；将交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯5~6份、茂金属树脂4~6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2~6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；(4)耐腐蚀高密度聚乙烯给水管的制备：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、定型即得到耐腐蚀高密度聚乙烯给水管。作为本专利技术的进一步改进，所述的引发剂为过氧化二异丙苯、二甲基一,一二过氧化叔基己炔中的一种或两种的组合。作为本专利技术的进一步改进，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、十二硫醇二丁基锡中的一种或两种的组合。作为本专利技术的进一步改进，所述的一种耐腐蚀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：在本专利技术中加入聚四氟乙烯、茂金属树脂能够提高给水管材的抗酸碱、抗各种有机溶剂的优点，从而有效提高给水管材的耐腐蚀性能，有效延长给水管材的使用寿命。将高密度聚乙烯先进行交联，聚乙烯可以由原来的二维结构变成三维网状结构，聚乙烯的耐化学性能、耐热性和机械性能能够提高，从而提高给水管的耐腐蚀性能，扩大给水管的使用范围。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。耐腐蚀高密度聚乙烯给水管外层和内层厚度比为4：1，内层材料与外层材料相容性好，二者在加工过程中可以很好地粘附在一起，能够充分发挥各种材料的优异性能且弥补其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，该耐腐蚀高密度聚乙烯给水管包括内层和外层，其特征是，所述的内层原料各组成成分及其重量份数比为：交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯8~10份、茂金属树脂6~8份、聚乙烯醇10~12份、石蜡2~4份、氧化锌4~6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：交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯5~6份、茂金属树脂4~6份、聚乙烯醇8~10份、石蜡3~5份、氧化锌5~8份、二氧化钛5~8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2~6份、光稳定剂1~2份；所述的耐腐蚀高密度聚乙烯给水管内层和外层厚度比为4:1。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，该耐腐蚀高密度聚乙烯给水管包括内层和外层，其特征是，所述的内层原料各组成成分及其重量份数比为：交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯8~10份、茂金属树脂6~8份、聚乙烯醇10~12份、石蜡2~4份、氧化锌4~6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：交联高密度聚乙烯70~75份、聚四氟乙烯5~6份、茂金属树脂4~6份、聚乙烯醇8~10份、石蜡3~5份、氧化锌5~8份、二氧化钛5~8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2~6份、光稳定剂1~2份；所述的耐腐蚀高密度聚乙烯给水管内层和外层厚度比为4:1。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，其特征是，所述的高密度聚乙烯为PE100级。3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，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所述的一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，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所述的一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，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所述的一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，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所述的一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管，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种或两种的组合。8.一种制备如权利要求1所述的一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1)交联聚乙烯的制备：取乙烯基三甲氧基硅烷1~3份、引发剂0.01~2份、催化剂0.05~0.5份、抗氧化剂1010为0.1~0.2份进行搅拌混合...

【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