一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法，通过使用HDPE树脂、高光黑色母粒为原料制得该HDPE给水管材，该方法中所制得的高光黑色母粒中纳米碳黑具备比表面积大，着色能力强，光稳定性好，增强效果明显的优点，使得给水管材在强度、抗氧化程度和静液压强度方面有着显著的提升；该方法中使用的自动牵引截断装置通过控制变速箱调节第一电机、第二电机的转速调节管材运输速度，或者控制上下履带输送管材的时间，自动完成了管材的牵引及定长切割过程，自动化程度高，提高了工作效率；该装置可以根据管材的直径自由调节上下履带以及第一夹管、第二夹管之间的距离，可以适用于各种不同规格的管材，该装置适用范围广。

A preparation method of nano carbon black REINFORCED HDPE water supply pipe

【技术实现步骤摘要】
一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法
本专利技术涉及给水管生产
，具体涉及一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法。
技术介绍
给水管分金属管，复合管和塑料管，金属管主要分为紫铜管和不锈钢水管，金属管具有安全、卫生、耐用等诸多特点，是家装工装的最理想的水管；复合管典型代表有铝塑管，但是由于其热胀冷缩问题，已经被逐渐淘汰；塑料管具有安全，无毒，安装方便，价格低廉等优点因，使其成为家装最常用的水管。申请号为CN201710501977.5的专利公开了一种高强度HDPE聚乙烯给水管，包括以下组分：高密度聚乙烯料、增强型母料、增塑剂、润滑剂、复合增韧改性剂、偶联剂、吸湿母料、亚磷酸脂类抗氧剂、色粉；该高强度HDPE聚乙烯给水管的制作成本低，有效提高给水管的整体的结构的强度以及拉伸弯曲韧性，而且抗腐蚀性较高以及抗冲击强度高，使用寿命长；但仍然存在以下不足之处：(1)该给水管材在强度、抗氧化程度和静液压强度方面有所缺陷；(2)该给水管材生产过程中需要使用牵引机以及切割机，但是现有的牵引机以及切割机自动化程度不高，而且需要使用两种设备，所需成本高，占地面积大；(3)现有的牵引截断装置只能适用于同种规格的管材，适用范围窄。
技术实现思路
为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法：(1)通过使用HDPE树脂、高光黑色母粒为原料制得该纳米碳黑增强HDPE给水管材，炭黑是塑料工业中一种重要的添加剂,它可以改善塑料的电性能、老化、着色及力学等性能,最重要的是抗紫外线性能,控制电导率，该制备方法中采用合理的原材料选择，合理的原材料配比，使得所制得的高光黑色母粒中纳米碳黑具备比表面积大，着色能力强，光稳定性好，增强效果明显的优点，解决了现有的给水管材在强度、抗氧化程度和静液压强度方面有所缺陷的问题；(2)通过第一电机运转带动第二主动轮转动，带动了第二主动轮上履带顺时针转动，通过第二电机运转带动第一主动轮转动，带动了第一主动轮上履带逆时针转动，上下两个履带带动了管材向前移动；当管材长度从切管台以及伸入夹持机构中的长度达到截断长度要求，停止管材向前输送，通过双头气缸收缩，拉动第一夹管、第二夹管靠近，将管材夹紧，通过第三电机转动带动第二斜齿轮转动，第二斜齿轮啮合第一斜齿轮，带动了切割刀高速旋转，通过推动气缸收缩拉动电机壳体的伸长板端下降，第三电机端在转动底座上转动，带动了切割刀下降，旋转的切割刀将管材切断，解决了现有的牵引机以及切割机自动化程度不高，而且需要使用两种设备，所需成本高，占地面积大的问题；(3)通过将管材穿入至上下两个履带之间的第一弧形槽中，启动若干升降气缸，升降气缸运转，控制第二支撑板上升或下降，带动了上方的履带上升或下降，将管材压紧；通过自由控制双头气缸的收缩以及延伸，控制第一夹管、第二夹管之间的距离，将管材夹紧；解决了现有的牵引截断装置只能适用于同种规格的管材，适用范围窄的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法，该纳米碳黑增强HDPE给水管材包括以下重量份组分：HDPE树脂90-110份、高光黑色母粒10-20份；所述高光黑色母粒组成包括以下重量份组分：HDPE树脂40-60份、处理后的纳米碳黑30-50份、润滑剂2-6份、加工助剂4-8份、抗氧剂1-3份、光稳定剂2-4份；所述处理后的纳米碳黑包括以下重量份组分：纳米碳黑80-100份、聚烯烃类超分散剂8-16份、接枝共聚物类超分散剂3-9份、表面增效剂1-5份；该纳米碳黑增强HDPE给水管材由以下步骤制备得到：步骤一：按重量份称取原料，通过高速风送的方式将纳米碳黑均匀送至高速搅拌机内，在恒温搅拌状态下将表面增效剂、超分散剂以雾化的方式加入，继续恒温搅拌，充分浸润纳米碳黑粉体，最后过滤、洗涤、干燥、粉碎和存储，得到处理后的纳米碳黑；步骤二：按重量份称取原料，将处理后的纳米碳黑、HDPE树脂、润滑剂、抗氧剂和光稳定剂进行均匀混合，混合后通过密炼机密炼成均匀熔体，将成型后的均匀熔体通过单螺杆挤出机挤出造粒，采用水冷拉条切粒或水环热切等方式切粒，制得高光黑色母粒；步骤三：按重量份称取原料，将高光黑色母粒和HDPE树脂，加入到高速搅拌机中混合均匀，通过真空管道送至机台，通过单螺杆挤出机挤挤入模具制得管材型胚、通过定径套、冷却水箱、制得管材初产品，将管材初产品送入至自动牵引截断装置中的上下两个履带之间的第一弧形槽中，升降气缸收缩，带动了上方的履带下降，将管材初产品压紧，第一电机运转带动了第二主动轮上履带顺时针转动，第二电机运转带动了第一主动轮上履带逆时针转动，上下两个履带运动带动了管材初产品向前移动，当管材初产品越过切管台的长度达到截断长度要求，停止管材初产品向前输送，双头气缸收缩，拉动第一夹管、第二夹管靠近，将管材初产品夹紧，第三电机转动带动了切割刀高速旋转，推动气缸收缩带动了旋转的切割刀下降，将管材初产品切断，得到该纳米碳黑增强HDPE给水管。作为本专利技术进一步的方案：所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种；所述加工助剂为硅烷交联聚乙烯共聚物、聚乙烯接枝共聚物、无氟聚合物、甲基丙烯酸酯类、马来酸酐及其接枝物中的一种或几种；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种，所述光稳定剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。作为本专利技术进一步的方案：所述聚烯烃类超分散剂为甲基丙烯酸甲酯类分散剂或端基聚异丁烯类分散剂，所述接枝共聚物类超分散剂为水溶性高分子分散剂或乳液分散剂。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤一中的恒温搅拌反应时间为0.5-1h；所述步骤二中的密炼机密炼温度为125-145℃，密炼时间为6-12min。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤二中单螺旋挤出机的加料段温度为165-180℃，熔融段温度180-240℃，均化段温度200-260℃，螺杆转速为50-150r/min。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤三中单螺杆挤出机的加料段温度为180-195℃，熔融段温度210-250℃，均化段温度220-275℃，螺杆转速为100-300r/min，所述模具温度为190-210℃。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤三中的自动牵引截断装置牵引给水管材定长截断的工作过程如下：步骤一：将管材穿入至上下两个履带之间的第一弧形槽中，启动若干升降气缸，升降气缸收缩，第二支撑板下降，带动了上方的履带下降，将管材压紧；步骤二：启动第一电机，第一电机运转带动第二主动轮转动，带动了第二主动轮上履带顺时针转动，启动第二电机，第二电机运转带动第一主动轮转动，带动了第一主动轮上履带逆时针转动，上下两个履带带动了管材向前移动；步骤三：当管材输送至截断机构，落至切管台的顶部的第二弧形槽中，继续向前移动穿入至夹持机构中；步骤四：当管材长度从切管台以及伸入夹持机构中的长度达到截断长度要求，停止第一电机、第二电机，停止管材向前输送，启动双头气缸，双头气缸收缩，拉动第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法，其特征在于，该纳米碳黑增强HDPE给水管材包括以下重量份组分：HDPE树脂90-110份、高光黑色母粒10-20份；/n所述高光黑色母粒组成包括以下重量份组分：HDPE树脂40-60份、处理后的纳米碳黑30-50份、润滑剂2-6份、加工助剂4-8份、抗氧剂1-3份、光稳定剂2-4份；/n所述处理后的纳米碳黑包括以下重量份组分：纳米碳黑80-100份、聚烯烃类超分散剂8-16份、接枝共聚物类超分散剂3-9份、表面增效剂1-5份；/n该纳米碳黑增强HDPE给水管材由以下步骤制备得到：/n步骤一：按重量份称取原料，通过高速风送的方式将纳米碳黑均匀送至高速搅拌机内，在恒温搅拌状态下将表面增效剂、超分散剂以雾化的方式加入，继续恒温搅拌，充分浸润纳米碳黑粉体，最后过滤、洗涤、干燥、粉碎和存储，得到处理后的纳米碳黑；/n步骤二：按重量份称取原料，将处理后的纳米碳黑、HDPE树脂、润滑剂、抗氧剂和光稳定剂进行均匀混合，混合后通过密炼机密炼成均匀熔体，将成型后的均匀熔体通过单螺杆挤出机挤出造粒，采用水冷拉条切粒或水环热切等方式切粒，制得高光黑色母粒；/n步骤三：按重量份称取原料，将高光黑色母粒和HDPE树脂，加入到高速搅拌机中混合均匀，通过真空管道送至机台，通过单螺杆挤出机挤挤入模具制得管材型胚、通过定径套、冷却水箱、制得管材初产品，将管材初产品送入至自动牵引截断装置中的上下两个履带之间的第一弧形槽中，升降气缸收缩，带动了上方的履带下降，将管材初产品压紧，第一电机运转带动了第二主动轮上履带顺时针转动，第二电机运转带动了第一主动轮上履带逆时针转动，上下两个履带运动带动了管材初产品向前移动，当管材初产品越过切管台的长度达到截断长度要求，停止管材初产品向前输送，双头气缸收缩，拉动第一夹管、第二夹管靠近，将管材初产品夹紧，第三电机转动带动了切割刀高速旋转，推动气缸收缩带动了旋转的切割刀下降，将管材初产品切断，得到该纳米碳黑增强HDPE给水管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法，其特征在于，该纳米碳黑增强HDPE给水管材包括以下重量份组分：HDPE树脂90-110份、高光黑色母粒10-20份；
所述高光黑色母粒组成包括以下重量份组分：HDPE树脂40-60份、处理后的纳米碳黑30-50份、润滑剂2-6份、加工助剂4-8份、抗氧剂1-3份、光稳定剂2-4份；
所述处理后的纳米碳黑包括以下重量份组分：纳米碳黑80-100份、聚烯烃类超分散剂8-16份、接枝共聚物类超分散剂3-9份、表面增效剂1-5份；
该纳米碳黑增强HDPE给水管材由以下步骤制备得到：
步骤一：按重量份称取原料，通过高速风送的方式将纳米碳黑均匀送至高速搅拌机内，在恒温搅拌状态下将表面增效剂、超分散剂以雾化的方式加入，继续恒温搅拌，充分浸润纳米碳黑粉体，最后过滤、洗涤、干燥、粉碎和存储，得到处理后的纳米碳黑；
步骤二：按重量份称取原料，将处理后的纳米碳黑、HDPE树脂、润滑剂、抗氧剂和光稳定剂进行均匀混合，混合后通过密炼机密炼成均匀熔体，将成型后的均匀熔体通过单螺杆挤出机挤出造粒，采用水冷拉条切粒或水环热切等方式切粒，制得高光黑色母粒；
步骤三：按重量份称取原料，将高光黑色母粒和HDPE树脂，加入到高速搅拌机中混合均匀，通过真空管道送至机台，通过单螺杆挤出机挤挤入模具制得管材型胚、通过定径套、冷却水箱、制得管材初产品，将管材初产品送入至自动牵引截断装置中的上下两个履带之间的第一弧形槽中，升降气缸收缩，带动了上方的履带下降，将管材初产品压紧，第一电机运转带动了第二主动轮上履带顺时针转动，第二电机运转带动了第一主动轮上履带逆时针转动，上下两个履带运动带动了管材初产品向前移动，当管材初产品越过切管台的长度达到截断长度要求，停止管材初产品向前输送，双头气缸收缩，拉动第一夹管、第二夹管靠近，将管材初产品夹紧，第三电机转动带动了切割刀高速旋转，推动气缸收缩带动了旋转的切割刀下降，将管材初产品切断，得到该纳米碳黑增强HDPE给水管。


2.根据权利要求1所述的一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法,其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种；所述加工助剂为硅烷交联聚乙烯共聚物、聚乙烯接枝共聚物、无氟聚合物、甲基丙烯酸酯类、马来酸酐及其接枝物中的一种或几种；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种，所述光稳定剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。


3.根据权利要求1所述的一种纳米碳黑增强HDPE给水管材制备方法,其特征在于，所述聚烯烃类超分散剂为甲基丙烯酸甲酯类分散剂或端基聚异丁烯类分散剂，所述接枝共聚物类超分散剂为水溶性高分子分散剂或乳液分散剂。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，刘文江，万刚，曹操，田祥军，
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