一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料及其制备方法，其中，埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，包括如下组分：聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性粉煤灰、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须及润滑剂；埋地用聚乙烯结构壁管道专用料的制备方法，包括：将所述纳米碳酸钙、所述无水硫酸钙晶须及所述改性粉煤灰均匀混合在一起获得粉料；将所述聚乙烯、所述马来酸酐接枝聚乙烯及所述润滑剂的混合物加热到100‑120℃后加入所述粉料混匀后获得粒状混合物；混炼所述粒状混合物获得所述专用料；解决现有埋地排水管材专用料存在强度低及环柔性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料及其制备方法
本专利技术涉及一种聚乙烯双壁波纹管材专用料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯双壁波纹管材主要适用于埋地排水，亦可用于工业排水、排污。随着市场要求的增大和对管材技术性能要求的不断提高，特别是在满足管材长期使用可靠性的要求下，对其环刚度和韧性有更高的要求。埋地排水管在正常工作时管内的排放物成分复杂，管材要承受静载荷（土壤重量）和动载荷（车辆行人）的共同作用。基于埋地排水管的工作特点，该管道应具有良好的承受外压载荷并保持形状稳定性的能力；具有较高的力学强度和冲击韧性以保持管材整体性；还应具有优良耐磨性和适当的耐应力开裂能力。作为生产埋地排水管的主要原料为聚乙烯树脂，按照聚乙烯树脂含量不同，埋地排水管材专用料主要分为纯树脂类、纯树脂加碳酸钙母料类、纯树脂加其他功能填料类、纯树脂改性复合材料类等。目前，在市场上这些埋地排水管材专用料中，纯树脂类的成本高，为了降低成本，向纯树脂中加入碳酸钙等功能填料，或对纯树脂改性等方式得到的专用料存在着强度低（尤其是环刚度、弯曲强度和弹性模量）及环柔性差的缺点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，解决现有埋地排水管材专用料存在强度低及环柔性差的问题。另外，本专利技术提供了所述埋地用聚乙烯结构壁管道专用料的制备方法。第一方面，所述的一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其原料组成包括如下组分：聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性粉煤灰、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须及润滑剂。优选地，所述原料组成中还包括炭黑母粒及吸水剂。优选地，所述聚乙烯的密度：0.947，熔体流动指数：12.53，拉伸强度＞25.5Mpa，断裂伸长率：＞890.8%，环境应力开裂＞500小时，屈服拉伸强度（23℃）＞30Mpa。优选地，所述改性粉煤灰为硅烷偶联剂改性粉煤灰。优选地，所述硅烷偶联剂改性粉煤灰，其制备方法是：烘干粒度在0.001mm-0.1mm的粉煤灰；向所述粉煤灰中均匀混入硅烷偶联剂得到活化粉煤灰；将所述活化粉煤灰在95-100℃下烘干得到所述改性粉煤灰。优选地，所述硅烷偶联剂为KH590。优选地，所述纳米碳酸钙是以石灰石为原料，采用沉淀法制备，颗粒直径小于100nm。优选地，所述硫酸钙晶须为无水硫酸钙晶须，所述无水硫酸钙晶须长度：50-200um；直径：0.2-4.0um。优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。优选地，所述炭黑母粒的熔体流动速率40.0（190℃21.6kg），炭黑含量2.0-2.5%，炭黑分散≤3级，颜料分散≤3级。优选地，所述组分按照质量百分比计算分别为：所述聚乙烯60-75%、所述改性粉煤灰10-15%、所述纳米碳酸钙7-15%、所述硫酸钙晶须10-15%、所述马来酸酐接枝聚乙烯3-5%、所述润滑剂0.5-1%。优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯，是马来酸酐接枝高密度聚乙烯（MAH-g-HDPE），用于对无机粒子增容。第二方面，所述的一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料的制备方法，包括：将所述纳米碳酸钙、所述硫酸钙晶须及所述改性粉煤灰均匀混合在一起获得粉料；将所述聚乙烯、所述马来酸酐接枝聚乙烯及所述润滑剂的混合物加热到100-120℃后加入所述粉料混匀后获得粒状混合物；混炼所述粒状混合物获得所述专用料。优选地，所述混炼用设备为双螺杆挤出机。优选地，所述挤出机的进料口温度为150-160℃，熔体温度为200-220℃，口模温度为200-210℃。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术专用料具有良好的强度及环柔性，由该专用料制备的管材的抗开裂性能、耐压性、稳定性都有所改善，从而增强管材的使用寿命，并且管材的成本明显的降低。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是值得说明的是，本专利技术并不限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本专利技术。同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。下述埋地排水管聚乙烯专用料的制备方法，均采用如下步骤：（1）混合：将改性粉煤灰、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须放入高混机中经5~10分钟的冷混后，获得分散均匀的粉末；（2）高混：将HDPE聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、润滑剂、吸水剂、炭黑母粒在高混机中搅拌，搅拌的同时将聚乙烯加热到100~120℃，将步骤（1）获得的粉末加入高混机中，在高混机中预混5-10分钟后获得粒状混合物；（3）混炼：将步骤（2）获得的粒状混合物料送到双螺杆挤出机中，进料口温度为150~160℃，溶体温度为200~220℃，口模温度为200~210℃的温度范围挤出专用料。下述实施例所用聚乙烯为中国石油化工股份有限公司大庆石化产80级聚乙烯，牌号为HDPE2480。实施例一：本实施例的埋地排水管聚乙烯专用料按质量百分比由聚乙烯60%、改性粉煤灰10%、纳米碳酸钙15%、硫酸钙晶须12%、马来酸酐接枝聚乙烯2.5%、EBS润滑剂（乙撑双硬脂酰胺C38H76N2O2）0.5%、吸水剂（LQ-1810）、炭黑母粒（EM107HP）组成。实施例二：本实施例的埋地排水管聚乙烯专用料按质量百分比由聚乙烯65%、改性粉煤灰12%、纳米碳酸钙10%、硫酸钙晶须8%、马来酸酐接枝聚乙烯2.5%、EBS润滑剂0.5%、吸水剂（LQ-1810）0.5%、炭黑母粒（EM107HP）1.5%组成。实施例三：本实施例的埋地排水管聚乙烯专用料按质量百分比由聚乙烯64.5%、改性粉煤灰14%、纳米碳酸钙5%、硫酸钙晶须11%、马来酸酐接枝聚乙烯3%、EBS润滑剂0.5%、吸水剂（LQ-1810）0.5%、炭黑母粒（EM107HP）1.5%组成。实施例四：本实施例的埋地排水管聚乙烯专用料按质量百分比由聚乙烯62%、改性粉煤灰10%、纳米碳酸钙9%、硫酸钙晶须14%、马来酸酐接枝聚乙烯2%、EBS润滑剂1%、吸水剂（LQ-1810）0.5%、炭黑母粒（EM107HP）1.5%组成。实施例五：本实施方例的埋地排水管聚乙烯专用料按质量百分比由聚乙烯72.5%、改性粉煤灰10%、纳米碳酸钙5%、硫酸钙晶须10%、马来酸酐接枝聚乙烯2%、EBS润滑剂0.5%、吸水剂（LQ-1810）0.5%、炭黑母粒（EM107HP）1.5%组成。实施例六：本实施例的埋地排水管聚乙烯专用料按质量百分比由聚乙烯69.5%、改性粉煤灰9%、纳米碳酸钙9%、硫酸钙晶须8%、马来酸酐接枝聚乙烯2%、EBS润滑剂0.5%、吸水剂（LQ-1810）0.5%、炭黑母粒（EM107HP）1.5%组成。...

【技术保护点】
1.一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其特征在于，包括如下组分：/n聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性粉煤灰、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须及润滑剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其特征在于，包括如下组分：
聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、改性粉煤灰、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须及润滑剂。


2.根据权利要求1所述的埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其特征在于：
所述组分还包括炭黑母粒及吸水剂。


3.根据权利要求1所述的埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其特征在于：
所述改性粉煤灰为硅烷偶联剂改性粉煤灰。


4.根据权利要求1所述的埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其特征在于：
所述硅烷偶联剂改性粉煤灰，其制备方法是：
烘干粒度在0.001mm-0.1mm的粉煤灰；
向所述粉煤灰中均匀混入硅烷偶联剂得到活化粉煤灰；
将所述活化粉煤灰在95-100℃下烘干得到所述改性粉煤灰。


5.根据权利要求1所述的埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其特征在于：
所述纳米碳酸钙是以石灰石为原料，采用沉淀法制备，颗粒直径小于100nm。


6.根据权利要求1所述的埋地用聚乙烯结构壁管道专用料，其特征在于：
所述马来酸酐接枝聚乙烯，是用马来酸酐接枝高密度聚乙烯，用于对无机粒子增容...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭成江，孙磊，杨钧淼，马艳艳，李铁飞，
申请(专利权)人：大庆石油管理局有限公司，大庆油田昆仑集团有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23