一种基于改性PE的耐划燃气管及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种基于改性PE的耐划燃气管及其制备方法，该耐划燃气管由改性PE树脂粉、润滑填料、阻燃剂聚磷酸铵、抗氧剂、紫外线稳定剂经混料、挤出、冷却定型得到；其中，改性PE树脂粉由MDPE树脂粉与填料滑石粉、内润滑剂乙烯基双硬酯酰胺、增容剂马来酸接枝聚乙烯混合、挤出造粒得到，在保持MDPE树脂拉伸强度、抗开裂性、热稳定性的基础上，挤出的PE改性树脂保持表面和内部的硬度并提高了光滑度；通过添加润滑填料进一步增加了燃气管的硬度、光滑度、耐热阻燃性，该耐划燃气管的拉伸强度达到36.8MPa，邵氏硬度达到89D，耐划性能优异。

A scratch resistant gas pipe based on modified PE and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于改性PE的耐划燃气管及其制备方法
本专利技术涉及PE燃气管
，具体涉及一种基于改性PE的耐划燃气管及其制备方法。
技术介绍
PE燃气管道必须保证50年以上的使用寿命，因此对原材料的选用、管材、管件、配套件的加工及施工技术都有很高的要求。聚乙烯(PE)管道具有诸多优异性能，如耐低温性、韧性、抗腐蚀性、可焊接性以及非开挖定向钻孔等，尤其是快速裂纹传递抵抗能力，使其成为城镇低压埋地燃气管材的首选材料。根据国际标准ISO4437:2007和欧洲标准EN1555-1:2010的要求，生产燃气用埋地PE管材的原料应当采用混配料，通过基础PE树脂与添加剂，如抗氧剂、颜料、炭黑、紫外线稳定剂等混合后挤出得到。目前，聚乙烯燃气管的原料必须为黑色或黄色的专用料，且原料必须有适当的炭黑含量和炭黑分散度，主要采用PE80与PE100的中密度聚乙烯与高密度聚乙烯树脂为原料。现有技术(CN109206710A)公开了一种埋地燃气用PE管材的生产工艺，包括以下步骤：(1)配料，按配比选取PE树脂粉、粘土纳米复合材料、阻燃剂、聚乙烯蜡、抗静电剂、耐低温增塑剂和偶联剂；(2)混料；(3)挤出；(4)冷却定型得到PE基管；(5)制备耐磨层；(6)热压，将耐磨层均匀热压包覆在PE基管外表面。制备得到的PE管材具有良好的抗冲击性、耐磨性、使用寿命。经研究发现，存在以下技术问题：1)采用常规的PE树脂粉与填料、功能性添加剂复配得到的PE燃气管无法达到良好的拉伸强度、硬度和耐划性能，使用时存在安全隐患；2)冷却定型时进出料效率低，干燥时吹风角度范围小，降低了燃气管的整体加工效率。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于改性PE的耐划燃气管及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种基于改性PE的耐划燃气管，由以下重量份的原料制备而成：改性PE树脂粉110-130份、润滑填料12-20份、聚磷酸铵1.5-3份、抗氧剂1.2-2.6份、紫外线稳定剂0.5-1.3份；所述改性PE树脂粉的制备方法包括以下步骤：1)按照重量份，称取55-70份MDPE树脂粉、8-16份滑石粉、2-5份乙烯基双硬酯酰胺、6-10份马来酸接枝聚乙烯，以400-600r/min的转速搅拌混合20-30min得到混合料；2)混合料送入双螺杆挤出机，熔融混合后挤出造粒即可；其中，螺杆转速为300-400r/min，熔融温度为180-195℃；该耐划燃气管通过混料、挤出、冷却定型工序制备得到。作为本专利技术进一步的方案，所述润滑填料的制备方法包括以下步骤：1)按照重量份，称取15-22份白炭黑、8-13份有机膨润土、4-7份二硫化钼、1-3份三甲氧基硅烷、0.2-0.6份氧化铝；2)在氮气保护下，向反应釜中依次加入白炭黑、二硫化钼、三甲氧基硅烷，搅拌20-30min后加入有机膨润土、氧化铝，继续搅拌10-20min得到混合湿料；3)混合湿料加入真空干燥机中，40-60℃干燥40-60min，研磨粉碎得到20-30目的润滑填料。作为本专利技术进一步的方案，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。作为本专利技术进一步的方案，所述紫外线稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚中的一种或多种的混合物。本专利技术还提供了上述基于改性PE的耐划燃气管的制备方法，包括以下步骤：S1、混料：按照重量份，称取改性PE树脂粉110-130份、润滑填料12-20份、聚磷酸铵1.5-3份、抗氧剂1.2-2.6份、紫外线稳定剂0.5-1.3份，投入混合机中，100-200r/min搅拌均匀得到混合料；S2、挤出：混合料送入管材挤出机中挤出得到管基材，其中，挤出机的料筒温度为180-190℃，模具温度为210-220℃；S3、冷却定型：管基材从真空冷却定型设备的进料口上料，第一位置传感器感应后，控制器开启第一感应门，传输皮带带动管基材移动，水箱中的水经主输水管、副输水管流入喷淋板内，沿弧状出水板上的出水孔喷出，对管基材进行降温冷却；降温冷却后的管基材移动至靠近出料口侧，第二位置传感器感应后，控制器开启第二感应门，管基材从出料口落入干燥箱主体内；开启伺服电机，伺服电机带动风扇转动产生干燥风，干燥风经主出风管、副出风管从多个出风头喷射出干燥风对管基材进行干燥；干燥后的管基材经出料支撑板完成下料。作为本专利技术进一步的方案，所述喷淋板包括上方的长方体状板主体与下方的弧状出水板，弧状出水板的内侧均匀分布有出水孔。作为本专利技术进一步的方案，所述出风头包括弧形出风部、第一出风部、第二出风部，弧形出风部与风管连通，第一出风部设于弧形出风部的内侧，第二出风部设于第一出风部的内侧，第二出风部呈圆筒状，其壁部和底部设有出风口，壁部的出风口倾斜设置且与第二出风部中轴线方向的夹角为30°-60°。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的基于改性PE的耐划燃气管，由改性PE树脂粉、润滑填料、阻燃剂聚磷酸铵、抗氧剂、紫外线稳定剂经混料、挤出、冷却定型得到；其中，改性PE树脂粉由MDPE树脂粉与填料滑石粉、内润滑剂乙烯基双硬酯酰胺、增容剂马来酸接枝聚乙烯混合、挤出造粒得到，在保持MDPE树脂拉伸强度、抗开裂性、热稳定性的基础上，通过马来酸接枝聚乙烯作为活性组分形成网络体系，提高PE树脂粉与滑石粉、内润滑剂的相容性，使得挤出的PE改性树脂保持表面和内部的硬度并提高了光滑度；通过添加润滑填料进一步增加了燃气管的硬度、光滑度、耐热阻燃性，该耐划燃气管的拉伸强度达到36.8MPa，邵氏硬度达到89D，耐划性能优异。2、本专利技术耐划燃气管的制备方法，与现有技术相比，将原料混合、挤出得到管基材后，无需等管基材冷却定型后在其表面热压包覆耐磨耐划涂层，而是直接使用配套的真空冷却定型设备进行上料、真空冷却、干燥、下料操作；通过设置第一位置传感器与第二位置传感器来感应管基材的位置后，控制器控制第一感应门与第二感应门的开启与关闭，一方面可以保持冷却箱体内的真空状态，一方面提高干燥过程中进出料效率；冷却后的管基材经过干燥箱主体时，沿多个出风头喷射出干燥风对管基材进行干燥，第二出风部壁部和底部设置的多个出风口使得吹风的角度和范围更广泛，提高了管基材的干燥效率。冷却定型效率的提高显著改善了耐划燃气管的加工效率。3、本专利技术的润滑填料，先将白炭黑、二硫化钼、三甲氧基硅烷混合后再加入有机膨润土、氧化铝，混合、干燥、研磨得到；白炭黑和三甲氧基硅烷存在特殊硅氧基结构，能够相互键合或自身缩合，得到网状结构，发挥良好的润滑性，同时二硫化钼由于本身具备的良好润滑性、分散性、不粘结性，使得其进入有机膨润本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改性PE的耐划燃气管，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：改性PE树脂粉110-130份、润滑填料12-20份、聚磷酸铵1.5-3份、抗氧剂1.2-2.6份、紫外线稳定剂0.5-1.3份；/n所述改性PE树脂粉的制备方法包括以下步骤：/n1)按照重量份，称取55-70份MDPE树脂粉、8-16份滑石粉、2-5份乙烯基双硬酯酰胺、6-10份马来酸接枝聚乙烯，以400-600r/min的转速搅拌混合20-30min得到混合料；/n2)混合料送入双螺杆挤出机，熔融混合后挤出造粒即可；其中，螺杆转速为300-400r/min，熔融温度为180-195℃；/n该耐划燃气管通过混料、挤出、冷却定型工序制备得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于改性PE的耐划燃气管，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：改性PE树脂粉110-130份、润滑填料12-20份、聚磷酸铵1.5-3份、抗氧剂1.2-2.6份、紫外线稳定剂0.5-1.3份；
所述改性PE树脂粉的制备方法包括以下步骤：
1)按照重量份，称取55-70份MDPE树脂粉、8-16份滑石粉、2-5份乙烯基双硬酯酰胺、6-10份马来酸接枝聚乙烯，以400-600r/min的转速搅拌混合20-30min得到混合料；
2)混合料送入双螺杆挤出机，熔融混合后挤出造粒即可；其中，螺杆转速为300-400r/min，熔融温度为180-195℃；
该耐划燃气管通过混料、挤出、冷却定型工序制备得到。


2.根据权利要求1所述的基于改性PE的耐划燃气管，其特征在于，所述润滑填料的制备方法包括以下步骤：
1)按照重量份，称取15-22份白炭黑、8-13份有机膨润土、4-7份二硫化钼、1-3份三甲氧基硅烷、0.2-0.6份氧化铝；
2)在氮气保护下，向反应釜中依次加入白炭黑、二硫化钼、三甲氧基硅烷，搅拌20-30min后加入有机膨润土、氧化铝，继续搅拌10-20min得到混合湿料；
3)混合湿料加入真空干燥机中，40-60℃干燥40-60min，研磨粉碎得到20-30目的润滑填料。


3.根据权利要求1所述的基于改性PE的耐划燃气管，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。


4.根据权利要求1所述的基于改性PE的耐划燃气管，其特征在于，所述紫外线稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，刘文江，李国庆，汪进南，万刚，汪燕飞，
申请(专利权)人：安徽杰蓝特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34