一种超耐磨复合管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及耐磨管材技术领域，具体涉及一种超耐磨复合管及其制备方法；该超耐磨复合管由外层用聚乙烯和内层用耐磨材料共挤成型；所述内层用耐磨材料包括如下原料：聚乙烯、聚丙烯、改性弹性体、无机填料、混合单体、过氧化物引发剂、抗氧剂和润滑剂；比现有的耐磨管道的磨损率更低，使用寿命更长。使用寿命更长。

【技术实现步骤摘要】
一种超耐磨复合管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐磨管材
，具体涉及一种超耐磨复合管及其制备方法。

技术介绍

[0002]耐磨管道即耐磨管、耐磨管材，主要包括耐磨直管、弯头、三通、大小头、方圆节、变径管等结构件，是一种主要用于气力、泵送浆体等磨蚀性物料输送的管道。而现有的耐磨管道对于耐磨性和抗裂性仍不足，大大降低了耐磨管道的使用寿命。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种超耐磨复合管。
[0004]本专利技术的另一目的在于提供一种超耐磨复合管的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
[0005]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种超耐磨复合管，由外层用聚乙烯和内层用耐磨材料共挤成型；所述内层用耐磨材料包括如下重量份的原料：
[0006][0007]本专利技术的超耐磨复合管是由外层和内层组成的双层复合管，其外层使用聚乙烯，内层采用了耐磨材料，以便更好地达到轻量化、内壁耐磨和抗裂效果。其中，内层用耐磨材料以聚乙烯和聚丙烯为主体，加入混合单体、改性弹性体和过氧化物引发剂熔融接枝，以便于提高改性弹性体和无机填料在体系的相容性和亲和性，同时，聚乙烯和聚丙烯与混合单体熔融接枝后，协同改性弹性体和无机填料促进了内层用耐磨材料的整体韧性、耐磨性和抗裂性能，比现有的耐磨管道的磨损率更低，使用寿命更长；且聚乙烯和聚丙烯与混合单体熔融接枝后，内层用耐磨材料与外层用聚乙烯共挤成型过程中更紧密结合，更有助于避免超耐磨复合管分层。
[0008]优选的，所述聚乙烯为密度在0.945
‑
0.958g/cm3、230℃/2.16kg测试条件下的熔
融指数在2.1
‑
2.5g/10min的高密度聚乙烯；所述聚丙烯选自P340。
[0009]采用上述技术方案，便于熔融接枝后挤出成管，弥补了单一组分性能上的缺陷，改善内层用耐磨材料的抗冲击强度、拉伸强度和加工性能。进一步的，所述外层用聚乙烯与内层用耐磨材料的聚乙烯相同。
[0010]优选的，每份所述改性弹性体的制备方法包括如下步骤：
[0011](R1)、按重量份取80份三元乙丙橡胶、1
‑
3份氧化聚乙烯蜡、4
‑
8份环氧改性剂、15
‑
30份乙烯基三乙氧基硅烷和1
‑
2份有机过氧化物，备用；
[0012](R2)、将三元乙丙橡胶、氧化聚乙烯蜡和环氧改性剂混合均匀后，在双螺杆挤出机以80
‑
120℃、30
‑
50rpm转速下挤出造粒，螺杆长径比30
‑
40:1，得到改性三元乙丙橡胶；
[0013](R3)、将所述改性三元乙丙橡胶、乙烯基三乙氧基硅烷和有机过氧化物混合均匀后，在双螺杆挤出机以140
‑
170℃、100
‑
150rpm转速下挤出造粒，螺杆长径比30
‑
40:1，得到改性弹性体。
[0014]采用上述技术方案，制得的改性弹性体不仅具有耐磨性和韧性，而且能提高无机填料在体系中的相容性，改性弹性体与无机填料起到了协同增效的作用，极大限度地提高了体系耐磨性，以克服现有的耐磨管道耐磨性不足的问题。其中，步骤(R2)中，采用三元乙丙橡胶、氧化聚乙烯蜡和环氧改性剂混合造粒进行改性，利用环氧改性剂对三元乙丙橡胶进行环氧化，引入极性的环氧基，使分子间作用力增强，作用于体系中更能增强其抗裂性，加入的氧化聚乙烯蜡提高了三元乙丙橡胶乃至改性弹性体的加工性能；控制环氧改性剂添加量、双螺杆挤出机以80
‑
120℃、30
‑
50rpm转速下挤出造粒以及螺杆长径比30
‑
40:1，使三元乙丙橡胶与环氧改性剂充分反应，同时避免三元乙丙橡胶环氧化过度导致改性弹性体的韧性、耐磨性及力学性能降低。步骤(R3)中，采用改性三元乙丙橡胶和乙烯基三乙氧基硅烷接枝改性，乙烯基三乙氧基硅烷的接枝增加了交联点，促进链之间的相互作用，提高抗裂性和耐磨性，促使无机填料在体系中的相容性更好。
[0015]优选的，所述三元乙丙橡胶的乙烯含量为60
‑
70wt％、ENB含量为4
‑
8wt％，以提高改性弹性体的耐热抗裂效果，同时促进三元乙丙橡胶改性。
[0016]优选的，所述环氧改性剂为过氧化氢和对甲苯磺酸按重量比3：0.1
‑
0.3混合而成；所述有机过氧化物为过氧化二苯甲酰、2,5
‑
双(叔丁基过氧)
‑
2,5
‑
二甲基己烷和4,4
‑
二(叔丁基过氧)戊酸正丁酯中的至少一种。
[0017]采用上述技术方案，环氧改性剂以过氧化氢和对甲苯磺酸按特定比例复配，以便于促进三元乙丙橡胶改性，提高环氧化效率。
[0018]优选的，所述无机填料为刚玉粉和锌粉按重量比3:1
‑
3混合而成。
[0019]采用上述技术方案，无机填料以刚玉粉和锌粉按特定比例复配，以刚玉粉达到抗磨作用，以锌粉达到减磨作用，两者协同增效，在体系中更有助于提高耐磨性。进一步的，所述刚玉粉的粒径为10
‑
30μm，所述锌粉的粒径为50
‑
100nm，控制无机填料的粒径，从而保证其充分发挥耐磨性。
[0020]优选的，所述混合单体为丙烯酸和苯乙烯按重量比1:1
‑
2混合而成；所述过氧化物引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
[0021]采用上述技术方案，混合单体以丙烯酸和苯乙烯按特定比例复配，提高接枝效果，增大改性弹性体和无机填料在体系中的相容性和亲和性，提高力学性能和加工性能，而且
降低了聚丙烯在熔融过程中的降解率。
[0022]优选的，所述抗氧剂是由四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2,4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯按重量比为3:1
‑
2混合而成；所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、氯化石蜡、季戊四醇、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸十八烷醇酯、芥酸酰胺、N,N
’‑
亚乙基双硬脂酸胺和二硬脂酸镁中的至少一种。采用上述技术方案，可提高体系的抗老化性和加工性。
[0023]优选的，所述内层用耐磨材料的制备方法包括如下步骤：
[0024](A1)、按重量份取聚乙烯、聚丙烯、改性弹性体、无机填料、混合单体、过氧化物引发剂、抗氧剂和润滑剂，备用；
[0025](A2)、将聚乙烯、聚丙烯、混合单体和过氧化物引发剂混合均匀后，再加入改性弹性体、无机填料、抗氧剂和润滑剂搅拌30
‑
60min，得到混合物料；
[0026](A3)、将混合物料送入双螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超耐磨复合管，其特征在于：由外层用聚乙烯和内层用耐磨材料共挤成型；所述内层用耐磨材料包括如下重量份的原料：2.根据权利要求1所述的一种超耐磨复合管，其特征在于：所述聚乙烯为密度在0.945
‑
0.958g/cm3、230℃/2.16kg测试条件下的熔融指数在2.1
‑
2.5g/10min的高密度聚乙烯；所述聚丙烯选自P340。3.根据权利要求1所述的一种超耐磨复合管，其特征在于：每份所述改性弹性体的制备方法包括如下步骤：(R1)、按重量份取80份三元乙丙橡胶、1
‑
3份氧化聚乙烯蜡、4
‑
8份环氧改性剂、15
‑
30份乙烯基三乙氧基硅烷和1
‑
2份有机过氧化物，备用；(R2)、将三元乙丙橡胶、氧化聚乙烯蜡和环氧改性剂混合均匀后，在双螺杆挤出机以80
‑
120℃、30
‑
50rpm转速下挤出造粒，螺杆长径比30
‑
40:1，得到改性三元乙丙橡胶；(R3)、将所述改性三元乙丙橡胶、乙烯基三乙氧基硅烷和有机过氧化物混合均匀后，在双螺杆挤出机以140
‑
170℃、100
‑
150rpm转速下挤出造粒，螺杆长径比30
‑
40:1，得到改性弹性体。4.根据权利要求3所述的一种超耐磨复合管，其特征在于：所述三元乙丙橡胶的乙烯含量为60
‑
70wt％、ENB含量为4
‑
8wt％。5.根据权利要求3所述的一种超耐磨复合管，其特征在于：所述环氧改性剂为过氧化氢和对甲苯磺酸按重量比3：0.1
‑
0.3混合而成；所述有机过氧化物为过氧化二苯甲酰、2,5
‑
双(叔丁基过氧)
‑
2,5
‑
二甲基己烷和4,4
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁睿，陈文革，
申请(专利权)人：广东安普智信电气有限公司，
类型：发明
国别省市：