一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料及其制备方法，包括以下重量份的组分：聚乙烯(PE)70～90份、填料5～15份、扩链剂3～10份、流动性改性剂1.5～5份、抗氧剂0.3～1.2份、紫外线吸收剂0.2～0.5份，交联剂3~5份。本发明专利技术的专用料所生产的耐热聚乙烯钢骨架复合增强管道，具有力学性能好、低温抗冲击性能较佳、热变形温度较高、表面光泽度良好和生产稳定性好等特点。

A special material for heat resistant polyethylene steel frame reinforced composite pipeline and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料及其制备方法
本专利技术属于材料
，尤其涉及一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料及其制备方法。
技术介绍
塑料制品在我们生活中得到广泛的应用，如日常生活用品、汽车、航天等。在输送领域，塑料管道起着十分重要的作用，与传统的金属管道相比，塑料管道具有自重轻，耐腐蚀，耐压强度高，卫生安全，水流阻力小，节省能源，节省金属，改善生活环境，使用寿命长，安全方便等特点，受到管道工程界的青睐。塑料管道的发展不仅促进了制造塑料管材方面的发展，同时能发展塑料材料改性研究、配方设计和工程安装等相关领域，形成以新材料和改性材料研究为源头，塑料管道制造为中心和工程应用为后盾的一体化行业发展态势，并且塑料管道制造行业所涉及的塑料改性、塑料加工、工程应用、综合管廊建设和管道应用维护/修复等方面都属于高新技术行业。目前，污水塑料管道一般是PE管材和PP管材，分别采用HDPE和PP增强改性材料，这两种材料成型的管材容易满足一般的使用要求，但无法满足运输大量废水的使用要求。HDPE管材存在以下问题：1、维卡温度低，性差，不足80℃；2、拉伸强度低，小于18MPa；3、弯曲模量低，小于800MPa；4、导热性能差；5、加工性较差，HDPE材料粘度较高，造成生产速度较慢，管材外观光泽度较差。本专利技术以PE为主基材，以氧化锌、氧化镁或氧化铝为填料，筛选或制备高性价比的交联剂、流动性改性剂、阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等进行共混改性，研制“耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道”专用料；并将该专用料运用耐热于聚乙烯管材的生产及应用研究。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是采用塑料合金改性方法，提供一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料及其制备方法，从而获得高性能、功能化、专用化的新材料，改善并提高了单一塑料材料的性能和降低成本。为了实现本专利技术的目的，具体技术方案如下：一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，由下述重量配方组成：聚乙烯70~90份填料5～15份扩链剂3～10份流动性改性剂1.5～5份抗氧剂0.3～1.2份紫外线吸收剂0.2～0.5份交联剂3~5份所述聚乙烯为MFR:0.24g/10min、弯曲模量700~800MPa、冲击强度（23℃）58~60kJ/m2、拉伸强度23~24MPa的管材级粒料，以PE作为复合材料的主基材，为提高专用料的强度和导热性能奠定了基础。所述填料为氧化锌、氧化镁或氧化铝等作为导热改性剂，制备方法为：将配方量的氧化锌、氧化镁或氧化铝与0.5~1.5wt%的偶联剂加入高混机中高混，高混转速为2000~4000rpm，高速混合30~60min，偶联剂选用硅烷偶联剂。材料的复配添加不仅改善了专用料的强度、高电阻率、热收缩等缺陷，还提升了专用料的导热性能，使制品拥有优异的加工性能和综合力学性能。所述扩链剂为马来酸双烯丙酯(DAM)或邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)，改善PE的韧性和强度，确保复合材料的力学性能，满足管材的需求。所述流动性改性剂为含氟助剂、硅酮粉中的至少一种，改善PE树脂的加工流动性，改善物料的分散性和润滑性，以确保材料的流动性适中，满足管材的要求，有利于改善产品表面光泽度和光滑度，降低熔体压力，减少生产中待料时间，降低加工温度，减少树脂分解，降低能耗。所述紫外线吸收剂采用UV531；所述抗氧剂采用抗氧剂1010与亚磷酸酯复配体系，以1010作为主抗氧剂，终止自由基反应剂，亚磷酸酯作为辅抗氧剂，分解生成的过氧化物剂两者有良好的协同效应。UV531能保护制品不受紫外线的破坏，提高制品的耐候性能。所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，可提高基体的粘附性，从而提高专用料的耐磨性能、强度和性能等。一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料及其制备方法，包括以下的步骤：（1）将配方量的氧化锌、氧化镁或氧化铝中的至少一种与0.5~1.5wt%的偶联剂加入高混机中高混，高混转速为2000~4000rpm，高速混合30~60min，获得填料；(2)将PE和填料烘干去除水分后，按配比放入高速混合机混合，保持转速2000~4000rpm，高速搅拌30~60min；(3)依次将配方量的烘干后的交联剂、流动性改性剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、扩链剂加入上述高速混合机中，继续共混10~20min；(4)将共混物料放入双螺杆造粒机制得耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料所述双螺杆工艺参数为：螺杆转速200~300rpm，加工温度200~230℃。采用上述技术方案后，本专利技术具有如下特点和优点：1、制品低温韧性好，表面光泽度良好；2、制品具有高抗压强度、高熔点、高电阻率、热收缩系数小等特点；3、制品具有很好的抗龟裂性能和再加工性能；4、采用塑料合金改性方法，获得高性能、功能化、专用化的新材料，改善并提高了单一塑料材料的性能。具体实施方式本专利技术所述实施例所采用的聚乙烯为MFR:0.24g/10min、弯曲模量700~800MPa、冲击强度（23℃）55~60kJ/m2、拉伸强度23~24MPa的管材级粒料；所述填料为氧化锌、氧化镁或氧化铝中的至少一种，具有同等效果；所述扩链剂为马来酸双烯丙酯(DAM)或邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)，具有同等效果；所述流动性改性剂为含氟聚合物助剂PPA(CHY-F5000)、硅酮粉中的至少一种，具有同等效果；所述紫外线吸收剂采用UV531；所述抗氧剂采用抗氧剂1010与亚磷酸酯复配物；所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)。实施例11）重量份配方组成：聚乙烯80kg填料12kg扩链剂3kg流动改性剂2.5kg抗氧剂0.3kg紫外线吸收剂0.2kg交联剂2kg2）制备方法，按以下的步骤进行：(1)将氧化铝12kg与1wt%的硅烷偶联剂KH560一并加入高混机中，保持转速2000rpm，高速搅拌30min，得到本专利技术所述的填料；(2)将烘干去除水分的聚乙烯80kg和步骤(1)得到的填料15kg放入高速混合机混合，保持转速2000rpm，高速搅拌30min；(3)依次将烘干后的步骤(2)得到的扩链剂3kg、含氟聚合物助剂PPA(CHY-F5000)2.5kg、抗氧剂0.3kg（由抗氧剂10100.15kg，亚磷酸酯0.15kg组成）、UV5310.2kg、交联剂2kg加入上述高速混合机中，继续共混10min；(4)将步骤(3)得到的共混物料100kg放入双螺杆造粒机制得高性能功能化聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，螺杆转速200rpm，加工温度200~230℃。(5)将步骤(4)得到的专用料加入到挤出成型机中后，经挤出成型机的料筒压缩、均化后，自成型口模挤出成型，然后经定径、冷却及牵引等常规操作，得到改性聚乙烯管，螺杆转速200rpm，加工温度190~230℃。所制备的改性聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，其特征在于，由下述重量配方组成：/n聚乙烯 70~90份/n填料 5～15份/n扩链剂 3～10份/n流动性改性剂 1.5～5份/n抗氧剂 0.3～1.2份/n紫外线吸收剂 0.2～0.5份/n交联剂 3~5 份。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，其特征在于，由下述重量配方组成：
聚乙烯70~90份
填料5～15份
扩链剂3～10份
流动性改性剂1.5～5份
抗氧剂0.3～1.2份
紫外线吸收剂0.2～0.5份
交联剂3~5份。


2.根据权利要求1所述的一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，其特征在于，所述聚乙烯为MFR:0.24g/10min、弯曲模量700~800MPa、23℃下冲击强度为58~60kJ/m2、拉伸强度23~24MPa的管材级粒料。


3.根据权利要求1所述的一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，其特征在于，所述填料为氧化锌、氧化镁或氧化铝中的至少一种作为导热改性剂，制备方法为：将配方量的氧化锌、氧化镁或氧化铝中的至少一种与0.5~1.5wt%的偶联剂加入高混机中高混，高混转速为2000~4000rpm，高速混合30~60min，偶联剂选用硅烷偶联剂。


4.根据权利要求1所述的一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，其特征在于，所述扩链剂为马来酸双烯丙酯(DAM)或邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)。


5.根据权利要求1所述的一种耐热聚乙烯钢骨架增强复合管道专用料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆华，洪韦琦，黄宝铨，钱庆荣，孙晓丽，成惠斌，肖荔人，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建;35