高模量抗冲击HDPE双壁波纹管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了高模量抗冲击HDPE双壁波纹管及其制备方法，包括以下原料：高密度聚乙烯、高模量PP、HDPE增刚母粒、HDPE增韧母粒、聚酯改性丙烯酸树脂、硅氧烷改性丙烯酸树脂、改性色母粒、纳米碳酸钙、改性滑石粉、玻璃纤维、钛酸酯偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂，通过以高密度聚乙烯和高模量PP为基体添加HDPE增刚母粒和HDPE增韧母粒作为高模量抗冲击HDPE双壁波纹管的制备基料，HDPE增刚母粒和HDPE增韧母粒充当“刚性粒子”，并通过改性滑石粉对高密度聚乙烯进行改性，形成强有力的化学键，结合滑石粉本身的层状结构特点，使高密度聚乙烯基体在刚性增加的同时冲击强度有所增加，达到增刚保韧的效果。韧的效果。韧的效果。

【技术实现步骤摘要】
高模量抗冲击HDPE双壁波纹管及其制备方法


[0001]本专利技术属于波纹管
，具体是高模量抗冲击HDPE双壁波纹管及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国国民经济持续稳定的高速增长，为城镇基础设施建设提供了良好的宏观环境和广阔空间。随着我国对于环境保护的日益重视，从中央到地方各级政府出台了一系列节水、治污保护环境的政策法规。供水、节水、排水及污水治理将成为今后城市市政建设的重点，这为大口径塑料管的推广应用提供了市场发展空间。由于结构壁管可以节省原料，降低成本，因此结构壁管已经成为大口径排水排污管道的主流产品。我国用于排水和排污管道的U-PVC双壁波纹管有刚度好，价格低等优点；但是也有低温冲击性能差的缺点，特别在北方冬季施工时非常容易破损。而HDPE双壁波纹管在低温韧性上有明显的优势，但由于PE材料特性，其刚性较水泥管差，管材的环刚度和抗蠕变能力较PVC波纹管差，在长期使用过程中，容易受重力变形，影响产品使用寿命，并且在现有的HDPE双壁波纹管在成型过程中，挤出片材之间可能存在的空气间隙，降低了高模量抗冲击HDPE双壁波纹管的加工质量。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供高模量抗冲击HDPE双壁波纹管及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]高模量抗冲击HDPE双壁波纹管，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯50-70份、高模量PP 15-20份、HDPE增刚母粒25-30份、HDPE增韧母粒26-29份、聚酯改性丙烯酸树脂5-8份、硅氧烷改性丙烯酸树脂2-4份、改性色母粒6-8份、纳米碳酸钙6-8份、改性滑石粉3-5份、玻璃纤维6-10份、钛酸酯偶联剂1-2份、抗菌剂2-3份、增塑剂3-5份、抗氧剂1-3份；
[0006]该高模量抗冲击HDPE双壁波纹管的制备，包括以下步骤：
[0007]步骤一：按重量份将高密度聚乙烯和超高模量PP导入高速混合机中以60-80r/min转速进行混合，混合时间为15-20分钟，混合温度为50-60℃，当高密度聚乙烯和超高模量PP原料混合后向高速混合机中加入HDPE增刚母粒和HDPE增韧母粒，高速混合机内以160-180r/min转速继续混合30-40分钟，且混合温度升温到80-90℃，混合完毕后，自然冷却到20-25℃，得到制备基料A；
[0008]步骤二：将聚酯改性丙烯酸树脂、硅氧烷改性丙烯酸树脂、改性色母粒和纳米碳酸钙加入到另一台高速混合机中，升温至30-40℃，使高速混合机以80-100r/min的转速对聚酯改性丙烯酸树脂、硅氧烷改性丙烯酸树脂、改性色母粒和纳米碳酸钙搅拌20-30分钟，并向高速混合机内依次加入改性滑石粉和玻璃纤维在高速混合机内以100-120r/min转速充分搅拌40-50分钟后冷却至常温，得到制备辅料B；
[0009]步骤三：将步骤二中得到的制备辅料B导入到步骤一中得到制备基料A中，并使高
速混合机以160-180r/min的转速对原料进行搅拌，并在搅拌过程中加入钛酸酯偶联剂、抗菌剂、增塑剂和抗氧剂，使高速混合机以180-200r/min的转速在90-100℃搅拌30-40分钟，得到熔融状态的混合料；
[0010]步骤四：通过真空吸料器将步骤三中得到的混合料导入挤出机，并将熔在机头口模处成型后形成连续体被螺杆挤至机外，将挤出后的管坯料粘附在牵引管上,启动牵引机缓慢将管坯以牵引速度0.2-3.5m/min引入真空定型机内，在真空定型机内以15-30℃的喷淋水冷却定型管坯，并将该冷却定型管坯导入排气台架，通过排气台架上的波纹管架设台对管坯进行支撑，并通过液压缸一驱动活塞杆推动竖板，使竖板带动导向板一在凸楞挤压腔内移动，从而使挤压辊一向管坯启动，并通过液压缸二驱动活塞杆推动竖板，使竖板带动导向板二在沟槽挤压腔内移动，从而使挤压辊二向管坯启动，使挤压辊一与挤压辊二分别位于管坯的两侧且对管坯在传送过程中进行挤压排气，从而得到该高模量抗冲击HDPE双壁波纹管。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：步骤二中所述改性滑石粉的制备是将滑石粉、乙醇和二苯基甲烷二异氰酸酯按照质量份数比为100：45～55：19～28加入到反应器中，以100-120r/min的转速搅拌1-2小时，维持体系温度90-100℃，并以-0.07MPa减压蒸馏40-50分钟，并将滑石粉置于100-120℃烘箱中干燥3-5小时，得到改性滑石粉，且改性滑石粉的粒径为1.5-2μm。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者比例为5：2，其中主增塑剂为对环氧乙酰亚麻油酸甲酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述抗菌剂为负离子粉和纳米氧化银按照1:3的质量比混合组成。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述抗氧剂为抗氧化剂164。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述改性色母粒的制备包括以下重量份原料：30-40份HDPE、20-30份LLDPE、0.5-1份PE聚乙烯成核剂WXH-C201、6-8份碳酸钙，将HDPE、LLDPE、PE聚乙烯成核剂WXH-C201和碳酸钙置入搅拌釜进行搅拌，并使搅拌釜以160-180r/min转速搅拌30-40分钟，得到混料，将混料导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为150-200℃，二区温度为175-220℃，三区温度为180-230℃，四区温度为190-235℃，模具温度为170-200℃，挤出机螺杆转速为150-300r/min，从而得到该改性色母粒。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：所述挤压辊一的表面与高模量抗冲击HDPE双壁波纹管表面凸楞相抵。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：所述挤压辊二的表面上开设有与高模量抗冲击HDPE双壁波纹管相适配的凹槽，所述挤压辊二的凹槽与高模量抗冲击HDPE双壁波纹管的凸楞相啮合。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]1、通过以高密度聚乙烯和高模量PP为基体添加HDPE增刚母粒和HDPE增韧母粒作为高模量抗冲击HDPE双壁波纹管的制备基料，高密度聚乙烯的大分子链与高模量PP之间的相互作用增强，受到外力作用时，HDPE增刚母粒和HDPE增韧母粒充当“刚性粒子”，能够吸收更多的能量，进而提高了复合材料的力学性能，并通过改性滑石粉对高密度聚乙烯进行改性，改性滑石粉是由乙醇和二苯基甲烷二异氰酸酯与滑石粉表面的羟基反应，形成强有力
的化学键，结合滑石粉本身的层状结构特点，使高密度聚乙烯基体在刚性增加的同时冲击强度有所增加，达到增刚保韧的效果，同时通过纳米碳酸钙和改性色母粒及其他加工助剂形成一种多维度增强高模量抗冲击HDPE双壁波纹管材料，进一步提高模量抗冲击HDPE双壁波纹管力学性能和强度，经抗冲击性能根据GB/T15142-2001测试：抗冲击强度≥96KJ/m2、拉伸屈服强度≥92MPa，弹塑性根据ISO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高模量抗冲击HDPE双壁波纹管，其特征在于，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯50-70份、高模量PP15-20份、HDPE增刚母粒25-30份、HDPE增韧母粒26-29份、聚酯改性丙烯酸树脂5-8份、硅氧烷改性丙烯酸树脂2-4份、改性色母粒6-8份、纳米碳酸钙6-8份、改性滑石粉3-5份、玻璃纤维6-10份、钛酸酯偶联剂1-2份、抗菌剂2-3份、增塑剂3-5份、抗氧剂1-3份；该高模量抗冲击HDPE双壁波纹管的制备，包括以下步骤：步骤一：按重量份将高密度聚乙烯和超高模量PP导入高速混合机中以60-80r/min转速进行混合，混合时间为15-20分钟，混合温度为50-60℃，当高密度聚乙烯和超高模量PP原料混合后向高速混合机中加入HDPE增刚母粒和HDPE增韧母粒，高速混合机内以160-180r/min转速继续混合30-40分钟，且混合温度升温到80-90℃，混合完毕后，自然冷却到20-25℃，得到制备基料A；步骤二：将聚酯改性丙烯酸树脂、硅氧烷改性丙烯酸树脂、改性色母粒和纳米碳酸钙加入到另一台高速混合机中，升温至30-40℃，使高速混合机以80-100r/min的转速对聚酯改性丙烯酸树脂、硅氧烷改性丙烯酸树脂、改性色母粒和纳米碳酸钙搅拌20-30分钟，并向高速混合机内依次加入改性滑石粉和玻璃纤维在高速混合机内以100-120r/min转速充分搅拌40-50分钟后冷却至常温，得到制备辅料B；步骤三：将步骤二中得到的制备辅料B导入到步骤一中得到制备基料A中，并使高速混合机以160-180r/min的转速对原料进行搅拌，并在搅拌过程中加入钛酸酯偶联剂、抗菌剂、增塑剂和抗氧剂，使高速混合机以180-200r/min的转速在90-100℃搅拌30-40分钟，得到熔融状态的混合料；步骤四：通过真空吸料器将步骤三中得到的混合料导入挤出机，并将熔在机头口模处成型后形成连续体被螺杆挤至机外，将挤出后的管坯料粘附在牵引管上,启动牵引机缓慢将管坯以牵引速度0.2-3.5m/min引入真空定型机内，在真空定型机内以15-30℃的喷淋水冷却定型管坯，并将该冷却定型管坯导入排气台架(1)，通过排气台架(1)上的波纹管架设台(5)对管坯进行支撑，并通过液压缸一(606)驱动活塞杆推动竖板，使竖板带动导向板一(602)在凸楞挤压腔(6)内移动，从而使挤压辊一(604)向管坯启动，并通过液压缸二(706)驱动活塞杆推动竖板，使竖板带动导向板二(702)在沟槽挤压腔(7)内移动，从而使挤压辊二(704)向管坯启动，使挤压辊一(604)与挤压辊二(704)分别位于管坯的两侧且对管坯在传送过程中进行挤压排气，从而得到该高模量抗冲击HDPE双壁波纹管。2.根据权利要求1所述的高模量抗冲击HDPE双壁波纹管，其特征在于，步骤二中所述改性滑石粉的制备是将滑石粉、乙醇和二苯基甲烷二异氰酸酯按照质量份数比为100：45～55：19～28加入到反应器中，以100-120r/min的转速搅拌1-2小时，维持体系温度90-100℃，并以-0.07MPa减压蒸馏40-50分钟，并将滑石粉置于100-120℃烘箱中干燥3-5小时，得到改性滑石粉，且改性滑石粉的粒径为1.5-2μm。3.根据权利要求1所述的高模量抗冲击HDPE双壁波纹管，其特征在于，所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者比例为5：2，其中主增塑剂为对环氧乙酰亚麻油酸甲酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯。4.根据权利要求1所述的高模量抗冲击HDPE双壁波纹管，其特征在于，所述抗菌剂为负离子粉和纳米氧化银按照1:3的质量比混合组成。
5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，李红卫，扶银，梅丽丽，腾新燕，刘唯衡，侯祥锐，
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：