一种增强改性HDPE-IW多边形管材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及管材制备领域，具体为一种增强改性HDPE

【技术实现步骤摘要】
一种增强改性HDPE
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IW多边形管材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及管材制备领域，特别是涉及一种增强改性HDPE
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IW多边形管材及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，排水管网系统鱼龙混杂，大部分塑料排污管道产品表现环刚度不高，管材脆性大，抗冲击强力差，管材内外壁粗糙，低温脆性明显，埋地排水管材采用再生塑料，材料结合力差造成管材在运输、使用过程中容易断裂；尤其是在长期的使用中，常常由于破损、渗漏，特别是大面积的污水渗漏，已严重污染了越来越少的地下水资源。在众多的塑料埋地排水管道中，由于双壁波纹结构管以其独特的结构设计，比其它的塑料管道更节省原料，成为排水管道的首选。
[0003]双壁波纹结构排污管目前主要用于市政排水、排污系统。当前，我国用于双壁波纹结构管生产的原料主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，其中PVC主要用于500mm以下的波纹管生产。聚氯乙烯双壁波纹管的优点在于聚氯乙烯材料的刚性高，其材料的弹性模量大于聚乙烯材料。因此达到同等的环刚度可以用较小的惯性矩，如果采用同样的波形设计可以用较小的壁厚。所以在一定范围内聚氯乙烯双壁波纹管在经济性上占优势，但由于聚氯乙烯材料的流动性和热稳定性比较差，生产大口径双壁波纹管有困难，以及聚乙烯材料的良好柔韧性，可以在低温环境下施工，聚乙烯管材可以熔接，比重轻等优点，聚乙烯双壁波纹结构管近年来得到了较快的发展。
[0004]国内的一些普通管材料在生产大口径双壁波纹管时会出现熔体强度不够、产品环刚度达不到要求等问题。
[0005]环刚度和环柔度是管材最重要的性能指标，因为在埋地排水管的应用中,管材不承受内压或压力很低，而只承受外压负载(包括动负载和静负载)。如果管材的环刚度太小，管材将发生大的变形破坏，这样就不能保证管材的安全使用；若环柔度过低，管材在使用过程中易破坏漏水等。添加无机填料如：短切玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石等可以降低材料成本、提高材料性能的刚性，然而，在塑料材料中加入无机填充材料后一般都会使材料性能变脆，缺口冲击韧性下降，材料的使用性能因此受到明显影响。早期通常采用橡胶类弹性体增加塑料的韧性，例如：ABS(聚丙烯腈_丁二烯_苯乙烯)，HIPS(耐冲击性聚苯乙烯)和EPDM[聚苯乙烯/三元乙丙橡胶(含双环戊二烯)]等增韧体系，橡胶增韧聚合物可使冲击韧性成倍增长，但由于其模量和玻璃化温度低，给增韧塑料带来固有的缺陷，如材料的刚度、强度、热变形温度大幅度降低，成本提高等。综上，聚乙烯复合材料所表现的强度增加或韧性提高总是以牺牲其它性能为代价的，无法保持材料的强度和韧性的平衡。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种能提高管材环刚度、环柔度、抗冲击性能和高低温性能的增强改性HDPE
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IW多边形管材及其制备方法。
[0007]一方面，本专利技术提出一种增强改性HDPE
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IW多边形管材，由内层和外层经热熔复合构成，内层形状呈多边六棱形结构，外层形状呈多边六棱形结构且沿长度方向具有间隔分布的波峰和波谷；
[0008]外层和内层均采用超高分子量聚乙烯、茂金属聚乙烯和纳米粒子增强改性再生聚乙烯复合材料制成，超高分子量聚乙烯、茂金属聚乙烯和纳米粒子增强改性再生聚乙烯复合材料包括如下按重量份计的原料：25
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45份PE大桶再生颗粒料，5
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10份超高分子量聚乙烯，10
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20份茂金属MPE，2
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5份油膜颗粒，3
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5 份相容增韧剂，1
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2份硫酸钡，0.2
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0.4份熔脂调节剂，30
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38份纳米级活性碳酸钙，1
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2份碳黑，1
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2份硅扩散油，0.3
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0.6份光稳定剂，0.3
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0.6份抗氧剂 1010，0.3
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0.6份抗氧剂168，0.5
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1份硬脂酸钙，0.5
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1份硬脂酸锌。
[0009]优选的，超高分子量聚乙烯为粉末料；茂金属MPE采用三井化学SP1520；相容增韧剂采用PE
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G
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MAH；纳米活性碳酸钙采用3000目以上的高活化率的重质碳酸钙。
[0010]另一方面，本专利技术提出一种上述增强改性HDPE
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IW多边形管材的制备方法，将内层材料和外层材料分别加入两台挤出机中挤出，物料通过挤出机单螺杆加热熔融塑化输送至机头口模，管材内层通过内定径套抽真空再冷却定型，管材外层在内部空气压力和外部真空吸力的共同作用下和模块紧密接触成型，管材内、外层均匀地熔合在一起，内层挤出各段温度：160℃，180℃，190℃，190℃， 190℃，外层挤出各段温度：165℃，185℃，195℃，195℃，195℃。
[0011]优选的，超高分子量聚乙烯、茂金属聚乙烯和纳米粒子增强改性再生聚乙烯复合材料的制备方法包括如下步骤：
[0012]S1、按重量份配置如下原料：25
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45份PE大桶再生颗粒料，5
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10份超高分子量聚乙烯，10
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20份茂金属MPE，2
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5份油膜颗粒，3
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5份相容增韧剂，1
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2 份硫酸钡，0.2
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0.4份熔脂调节剂，30
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38份纳米级活性碳酸钙，1
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2份碳黑， 1
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2份硅扩散油，0.3
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0.6份光稳定剂，0.3
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0.6份抗氧剂1010，0.3
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0.6份抗氧剂168，0.5
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1份硬脂酸钙，0.5
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1份硬脂酸锌；
[0013]S2、制备方式包括如下两种：
[0014]第一种制备方式：将配置好的原料加入高速混合机中混合10
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15分钟，再加入到双阶挤出机组中进行熔融、塑化、混炼、挤出、造粒，最后冷却切粒，得到超高分子量聚乙烯、茂金属聚乙烯和纳米粒子增强改性再生聚乙烯复合材料；
[0015]第二种制备方式：利用密炼机进行混合、改性、熔融、塑化、混炼，再通过挤出机组进行挤出、造粒，最后冷却切粒，得到超高分子量聚乙烯、茂金属聚乙烯和纳米粒子增强改性再生聚乙烯复合材料。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0017]本专利技术采用超高分子量聚乙烯材和纳料粒子的增强增韧形成多元与复合材料，采用该复合材料制备增强改性(HDPE
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IW)多边形管材所制备的增强改性 (HDPE
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IW)多边形管材的环刚度、环柔度、抗冲击性能、高低温性能等都明显提高，能满足埋地排污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强改性HDPE
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IW多边形管材，其特征在于，由内层和外层经热熔复合构成，内层形状呈多边六棱形结构，外层形状呈多边六棱形结构且沿长度方向具有间隔分布的波峰和波谷；外层和内层均采用超高分子量聚乙烯、茂金属聚乙烯和纳米粒子增强改性再生聚乙烯复合材料制成，所述超高分子量聚乙烯、茂金属聚乙烯和纳米粒子增强改性再生聚乙烯复合材料包括如下按重量份计的原料：25
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45份PE大桶再生颗粒料，5
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10份超高分子量聚乙烯，10
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20份茂金属MPE，2
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5份油膜颗粒，3
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5份相容增韧剂，1
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2份硫酸钡，0.2
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0.4份熔脂调节剂，30
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38份纳米级活性碳酸钙，1
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2份碳黑，1
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2份硅扩散油，0.3
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0.6份光稳定剂，0.3
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0.6份抗氧剂1010，0.3
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0.6份抗氧剂168，0.5
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1份硬脂酸钙，0.5
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1份硬脂酸锌。2.根据权利要求1所述的增强改性HDPE
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IW多边形管材，其特征在于，超高分子量聚乙烯为粉末料；茂金属MPE采用三井化学SP1520；相容增韧剂采用PE
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MAH；纳米活性碳酸钙采用3000目以上的高活化率的重质碳酸钙。3.一种根据权利要求1所述的增强改性HDPE
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IW多边形管材的制备方法，其特征在于，将内层材料和外层材料分别加入两台挤出机中挤出，物料通过挤出机单螺杆加热熔融塑化输送至机头口模，管材内层通过内定径套抽真空再...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴天文，何英，
申请(专利权)人：安徽源锂高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：