高耐慢性裂纹的PE燃气管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了高耐慢性裂纹的PE燃气管及其制备方法，该高耐慢性裂纹的PE燃气管由改性PE树脂粉、润滑填料、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耐慢性裂纹的的性能；通过添加润滑填料进一步增加了燃气管的硬度、光滑度和耐热阻燃性。光滑度和耐热阻燃性。光滑度和耐热阻燃性。

【技术实现步骤摘要】
高耐慢性裂纹的PE燃气管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及PE燃气管
，具体涉及高耐慢性裂纹的PE燃气管及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]根据国际标准ISO 4437:2007和欧洲标准EN 1555-1:2010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。
[0004]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、硬度和耐慢性裂纹的性能，使用时存在安全隐患；2)冷却定型时进出料效率低，冷却不充分，冷却效率低下，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

[0005]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供高耐慢性裂纹的PE燃气管及其制备方法：
[0006]本专利技术的高耐慢性裂纹的PE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耐慢性裂纹的性能；通过添加润滑填料进一步增加了燃气管的硬度、光滑度和耐热阻燃性。
[0007]通过多个传送轮牵引，以及支撑面板中部设置有V字槽，使得管基材在牵引传送过程更加稳定，并且提高了传送效率，加快了整个加工速率；通过多个喷水头对管基材进行多方位喷淋冷水，加快冷却效率；通过设置的热风机对管基材进行充分干燥，热风以及内凹的
第一挡板加快了整个干燥速率，提升加工效率；通过设置空冷机构，进一步的对管基材进行冷却，避免冷却不充分，定型不完好，同时也避免人工操作的安全隐患；增加气缸顶动承板，使得收集产品效率进一步提高，节省人力的同时，提高整体加工效率。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0009]高耐慢性裂纹的PE燃气管，包括以下重量份的原料：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；
[0010]该高耐慢性裂纹的PE燃气管的制备方法，包括以下步骤：
[0011]步骤一、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；
[0012]步骤二、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℃；
[0013]步骤三、冷却定型：将管基材从冷却定型设备的进料口上料，启动第一电机，带动传送轮转动，对管基材进行牵引，经过传送机构牵引，当整个管基材进入淋水区时，停止第一电机，打开水箱内部的阀门二，让冷水经过第一输水管、第二输水管、第三输水管和输水板，从喷水头中喷射而出，对下方的管基材进行第一次冷却，第一次冷却后，再次启动第一电机，对管基材进行牵引，穿过安装通框，当管基材完全牵引至干燥区后，停止第一电机，启动热风机，对管基材进行干燥，同时打开出水管上的阀门一，将淋水区的废水排入集水桶中，干燥后，再一次启动第一电机，将管基材从出料口输送至空冷机构中，启动冷气机，向空冷箱中输入冷气，进行第二次冷却，第二次冷却后，打开拉门，启动气缸，顶动承板，使承板倾斜，倾斜后，停止气缸，让管基材滑落至收集箱中，进行收集。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述改性PE树脂粉的制备方法包括以下步骤：
[0015]A1：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；
[0016]A2：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℃。
[0017]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：
[0018]B1：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；
[0019]B2：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；
[0020]B3：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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]作为本专利技术进一步的方案：步骤三中冷却定型设备包括底板，所述底板顶部一侧设置有两个第三支架，两个所述第三支架之间且在底板顶部放置有集水桶，两个所述第三支架顶部配合安装有冷却箱，所述冷却箱内部设置有传送机构，所述冷却箱顶部一侧设置有淋水机构，所述冷却箱顶部另一侧设置有干燥机构，所述底板顶部另一侧设置有空冷机构，所述空冷机构前侧设置有收集箱，所述空冷机构后侧连接有冷气机；
[0024]所述冷却箱一端设置有进料口，所述冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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。6.根据权利要求1所述的高耐慢性裂纹的PE燃气管，其特征在于，步骤三中冷却定型设备包括底板(100)，所述底板(100)顶部一侧设置有两个第三支架(260)，两个所述第三支架(260)之间且在底板(100)顶部放置有集水桶(110)，两个所述第三支架(260)顶部配合安装有冷却箱(200)，所述冷却箱(200)内部设置有传送机构(400)，所述冷却箱(200)顶部一侧设置有淋水机构(210)，所述冷却箱(200)顶部另一侧设置有干燥机构(220)，所述底板(100)顶部另一侧设置有空冷机构(230)，所述空冷机构(230)前侧设置有收集箱(240)，所述空冷机构(230)后侧连接有冷气机(300)；所述冷却箱(200)一端设置有进料口(201)，所述冷却箱(200)另一端设置有出料口(202)，所述冷却箱(200)内部中间设置有隔板(203)，所述隔板(203)将冷却箱(200)内部分隔为淋水区和干燥区，所述隔板(203)中部开设有安装通框(205)，所述冷却箱(200)底部靠近进料口(201)的一侧设置有出水管(204)，所述出水管(204)固定安装有阀门一，所述出水管(204)位于集水桶(110)上方，所述冷却箱(200)内部固定安装有垫板(401)，所述垫板(401)顶部等间距设置有若干个第四支架(402)，若干个所述第四支架(402)关于冷却箱(200)的横向中心线对称分布，所述第四支架(402)顶部固定安装有支撑面板(403)，所述支撑面板(403)中部设置有V字槽，V字槽底部开设有若干个避空槽，所述垫板(401)顶部等间距设置有若干个支撑架(408)，若干个所述支撑架(408)关于冷却箱(200)的横向中心线对称分布，所述支撑架(408)顶部转动安装有一个第一转轴(407)和若干个第二转轴(411)，所述第一转轴(407)位于进料口(201)的一侧，所述第一转轴(407)一端固定安装有皮带轮(410)和齿轮二(406)，所述皮带轮(410)位于齿轮二(406)的内侧，所述齿轮二(406)啮合有齿轮一(405)，所述齿轮一(405)固定安装在第一电机(404)的输出轴上，所述第一电机(404)固定安装在垫板(401)上，若干个所述第二转轴(411)一端均固定安装有皮带轮(410)，若干个所述皮带轮(410)之间通过皮带传动连接，所述第一转轴(407)和若干个第二转轴(411)中部均固定安装有两个传送轮(409)，所述传送轮(409)位置与避空槽位置一一对应。7.根据权利要求6所述的高耐慢性裂纹的PE燃气管，其特征在于，所述淋水机构(210)包括水箱(211)，所述水箱(211)内部设置有阀门二，所述水箱(211)安装在冷却箱(200)顶部靠近进料口(201)的一侧，所述水箱(211)底部连接有第一输水管(212)，所述第一输水管(212)另一端贯穿冷却箱(200)顶部连接有第二输水管(213)，所述第二输水管(213)位于冷却箱(200)的内部，所述第二输水管(213)底部等距离设置有若干个第三输水管(214)，若干个所述第三输水管(214)另一端均连接有输水板(215)，所述输水板(215)底部安装有若干个喷水头(216)，若干个所述喷水头(216)呈矩阵分布。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，潘学东，虞孟霞，朱庆玲，周德武，
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：