一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料及其制备方法，所述的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料包括以下重量份数的组分：HDPE 80‑100份，POE 8‑15份，滑石粉25‑40份，硅灰石粉5‑10份，聚乙烯蜡3‑5份，硬脂酸钙1‑2份，硅烷偶联剂1‑2份，抗氧剂1‑2份，黑色母2‑5份；上述组分中所述HDPE、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸钙均采用粉料。本发明专利技术的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料通过加入偶联剂使得聚乙烯树脂和无机粉体之间产生化学键合，使其具有更稳定的结合、有更均匀的分散，进而使制得的专用料具有较高的弯曲模量和氧化诱导时间，在提高抗氧化性能的同时使得各部位的抗氧化性能均匀一致。

【技术实现步骤摘要】
一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，尤其是涉及一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯双壁波纹管具有优异的抗压性能、柔韧性能、耐低温抗冲击性以及不易破损等特点。基于上述优点，聚氧乙烯双壁波纹管已广泛应用于市政排水排污，农田水利灌溉输水，通信电缆护套等领域。专用料的弯曲模量即可表征波纹管的环刚度，他表示波纹管的抗外压负载的能力。氧化诱导时间是评价材料在成型加工、储存、焊接和使用中耐热降解能力的指标。高填充超细滑石粉的聚乙烯专用料具有较高的弯曲模量，其他性能也十分优秀；但是超细滑石粉在使用时具有以下缺陷：1、超细滑石粉易于团聚，易导致分散不均、加工困难，从而使得最终产品的填充补强效果不明显等现象。2、在与HDPE颗粒进行混合时易于分层，导致专用料粉体含量波动较大。3、使用超细滑石粉与HDPE颗粒制得的制品的韧性不足，易于断裂。4、使用超细滑石粉与HDPE颗粒进行混合制得的制品的，易导致其各部位抗氧化性能不均匀。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于，提供一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，该聚乙烯双壁波纹管外壁专用料通过加入硅烷偶联剂与聚乙烯树脂(HDPE)粉体和滑石粉之间产生化学键合，从而提高各组分之间的分散性，使其混合均匀且稳定结合，使制得的专用料具有较高的弯曲模量；添加POE粉体和硅灰石粉可以使得专用具有良好的韧性，不易断裂；另外，各组分之间混合均匀度使得抗氧剂均匀分散，进而使得专用料的氧化性能均匀一致。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，包括以下重量份数的组分：HDPE80-100份，POE8-15份，滑石粉25-40份，硅灰石粉5-10份，聚乙烯蜡3-5份，硬脂酸钙1-2份，硅烷偶联剂1-2份，抗氧剂1-2份，黑色母2-5份；上述组分中所述HDPE、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸钙均采用粉料。在本技术方案中，滑石粉为片状结构，上下表面为硅氧键，磨粉时，一部分硅氧键断裂形成羟基，其他表面断裂部分也会产生镁、铝离子键和羟基，因此通过使用硅烷偶联剂，可以让不相容的聚乙烯树脂(HDPE)粉体和滑石粉通过硅烷偶联剂进行结合，可以提高各粉体之间分散均匀度，同时增强基体树脂HDPE与无机粉体(滑石粉)之间的结合强度，进而使制得的专用料具有高弯曲模量；加入POE粉料和硅灰石粉起到增韧作用，增强专用料的韧性。进一步地，包括以下重量份数的组分：HDPE85份，POE8份，滑石粉32份，硅灰石粉8份，聚乙烯蜡4份，硬脂酸钙1.5份，硅烷偶联剂1.5份，抗氧剂2份，黑色母3份。进一步地，所述的滑石粉的粉体细度D50为3.5-6.0μm，烧失量为7.5％-9.5％。所述的滑石粉是一种以滑石为原料，采用磨粉工艺制得的片状硅酸盐填充料。滑石的基本解理面是由四面体的硅氧面构成，这些面内部由其中的Si-O-Si-连接而成，磨粉时，一部分硅氧键断裂形成羟基，其他表面断裂部分也会产生镁、铝离子键和羟基。进一步地，所述的HDPE为粉料，熔指为1.2-1.6g/10min。进一步地，所述的POE为乙烯和丁烯的共聚物或者为乙烯和辛烯的共聚物，且所述的POE为粉料。进一步地，所述的硅灰石粉的粉体细度D50≤5μm，长径比范围为15-18。所述的硅灰石粉是一种以硅灰石为原料，采用磨粉工艺制得的短纤维状偏钙硅酸盐填充料。进一步地，所述的聚乙烯蜡的滴点≤110℃，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010。所述抗氧化剂1010的化学名为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸]季戊四醇酯。进一步地，所述的硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、A-174、KBM-503、Z-6030、KH-792、A-1120、Z-6020、KBM-603、KH-791、A-151、A-171中的一种或多种。本专利技术的第二目的在于，提供一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料的制备方法，该制备方法分两步进行；第一步，主要是让滑石粉、硅灰石粉等无机粉体材料与硅烷偶联剂初步化学键合；第二步，主要是让HDPE粉料与第一步中的混合物料进一步化学键合，同时使其他添加组分更加均匀；使用该制备方法制得的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料具备高弯曲模量以及高氧化诱导时间的特性，并且该聚乙烯双壁波纹管外壁专用料各个部位的抗氧化特性均匀一致。为实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是，一种制备高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将滑石粉、硅灰石粉、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂加入到混料机中进行混合，混合完毕后依次加入HDPE、POE、硬脂酸钙、抗氧剂、黑色母，之后继续搅拌混合，得到混合物料；步骤二、将步骤一混好的混合物料转入双螺杆挤出机进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到双壁波纹管外壁料。在本技术方案中，步骤一主要是让滑石粉、硅灰石粉等无机粉体材料与硅烷偶联剂初步化学键合，之后步骤二中，HDPE粉料与步骤一中的混合物料进一步化学键合。进一步地，步骤一中，混合时的搅拌速度为600-1000r/min，温度为110-120℃。步骤一中的搅拌速度控制在600-1000r/min，若搅拌速度太低，个组分之间的混合均匀性达不到预期效果；若搅拌速度过高，则由于摩擦生热过多，容易造成抗氧化剂等辅助成分的损耗，从而导致氧化诱导时间降低，达不到高氧化诱导时间的效果。进一步地，步骤二中，所述双螺杆挤出机加工温度为180-210℃。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术通过加入硅烷偶联剂与聚乙烯树脂(HDPE)粉体和滑石粉之间产生化学键合，从而提高各组分之间的分散性，使其混合均匀且稳定结合，使制得的专用料具有较高的弯曲模量。2、添加POE粉体和硅灰石粉可以使得专用具有良好的韧性，不易断裂。3、另外，各组分之间混合均匀度使得抗氧剂均匀分散，进而使得专用料的氧化性能均匀一致。4、通过分步法高速混合工艺，让混合更均匀，在混合过程中，由于偶联剂的加入，聚乙烯树脂、无机粉体、偶联剂三者之间发生了化学键合反应。5、本专利技术的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料用于双壁波纹管外层的生产，具有较高的环刚度，粉体分散性和制品均匀性较好、生产稳定方便，同时冲击性能、环柔性能等各项指标均能满足国标规定要求。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作详细说明。一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，包括以下重量份数的组分：HDPE80-100份，POE8-15份，滑石粉25-40份，硅灰石粉5-10份，聚乙烯蜡3-5份，硬脂酸钙1-2份，硅烷偶联剂1-2份，抗氧剂1-2份，黑色母2-5份；上述组分中所述HDPE、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：HDPE 80-100份，POE 8-15份，滑石粉25-40份，硅灰石粉5-10份，聚乙烯蜡3-5份，硬脂酸钙1-2份，硅烷偶联剂1-2份，抗氧剂1-2份，黑色母2-5份；/n上述组分中所述HDPE、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸钙均采用粉料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：HDPE80-100份，POE8-15份，滑石粉25-40份，硅灰石粉5-10份，聚乙烯蜡3-5份，硬脂酸钙1-2份，硅烷偶联剂1-2份，抗氧剂1-2份，黑色母2-5份；
上述组分中所述HDPE、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸钙均采用粉料。


2.根据权利要求1所述的高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：HDPE85份，POE8份，滑石粉32份，硅灰石粉8份，聚乙烯蜡4份，硬脂酸钙1.5份，硅烷偶联剂1.5份，抗氧剂2份，黑色母3份。


3.根据权利要求1或2所述的高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，其特征在于，所述的滑石粉的粉体细度D50为3.5-6.0μm，烧失量为7.5％-9.5％。


4.根据权利要求1或2所述的高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，其特征在于：所述的POE为乙烯和丁烯的共聚物或者为乙烯和辛烯的共聚物。


5.根据权利要求1或2所述的高弯曲模量、高氧化诱导时间的聚乙烯双壁波纹管外壁专用料，其特征在于：所述的硅灰石粉的粉体细度D50...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷博，段洪文，韩力，
申请(专利权)人：天津永高塑业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12