一种新型抗冲复合管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型抗冲复合管及其制备方法，该复合管从内到外依次是主体内层、增强层、过渡层和UHMWPE保护层，所述主体内层包括如下重量份的组分：聚丙烯为70

【技术实现步骤摘要】
一种新型抗冲复合管及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合管制备
，具体涉及一种新型抗冲复合管及其制备方法。

技术介绍

[0002]为切实解决安全生产、安全运输，安全防护的需求在不断扩大。传统的防护栏为钢制材料，一次性投入小，形式多样且灵活，但工艺粗糙，稳定性差，且发生事故时，还容易造成人员伤害，当前情况下已无法跟上国家关于安全标准化建设要求的步伐。因此，开发新型安全的复合材料防护栏产品势在必行。
[0003]聚丙烯作为五大通用塑料之一，具有较高的强度及力学稳定性，但其存在一定的脆性问题，限制了聚丙烯抗冲领域的应用。通过选用高抗冲聚丙烯以及添加增韧剂，提高其韧性，同时进行交联处理，可以一定程度上解决其抗冲问题。进一步的，通过复合化结构设计，以抗冲改性材料作为主体材料，同时复合增强纤维，以达到整体强度要求。
[0004]另外，传统抗冲产品容易造成二次损伤的主要原因是在其受到撞击时破坏，造成碎片飞溅，对周围的人员、设施造成损害。因此，保证抗冲产品在受到撞击时不产生碎片，也是产品开发的重点。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）具有极高的抗冲性能，因此将其复合在产品结构中，可以有效解决碎片飞溅的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种新型抗冲复合管及其制备方法。
[0006]为达到上述目的，提出以下技术方案：一种新型抗冲复合管，从内到外依次是主体内层、增强层、过渡层和UHMWPE保护层，所述主体内层包括如下重量份的组分：聚丙烯为70
‑
90份，HDPE（高密度聚乙烯）为10
‑
20份，增韧剂为5
‑
15份，UHMWPE为0
‑
5份，相容剂为0
‑
8份，交联剂为1
‑
5份，DCP（过氧化二异丙苯）为0.001
‑
0.02份；在传统增韧的基础上，提出了添加HDPE、UHMWPE协效增强，同时还引入交联剂，相容剂，使主体材料形成网络结构，进一步提高基体材料的整体强度及力学稳定性。
[0007]进一步地，增强层的原料组分为玻璃纤维、聚酯纤维、超高聚乙烯纤维、碳纤维中的一种。
[0008]进一步地，所述过渡层的原料组分为LDPE（低密度聚乙烯）、MDPE（中密度聚乙烯）、HDPE、UHMWPE中的一种或者几种混合物。
[0009]进一步地，UHMWPE保护层中的原料组分UHMWPE的分子量大于300万，引入超高分子量聚乙烯作为外部保护层，该材料由于其超高分子量，支链少，其链结构为球状聚集态，具有高抗冲，自润滑功能，一方面可以有效防止复合管在受到撞击时产生碎片飞溅，同时可以达到一定的表面自润滑防污效果。
[0010]进一步地，增韧剂为POE、EPDM、SBS、SEBS中的一种或者几种混合物，相容剂为MPP（改性聚丙烯），交联剂为八乙烯基
‑
POSS。
[0011]一种新型抗冲复合管的制备方法，包括如下步骤：通过单螺杆挤出机挤出主体内层，定径冷却后，进行增强层的缠绕，每缠绕一层，需进行红外加热，缠绕完成后，再通过单螺杆挤出机模头进行过渡层包覆，然后表面经过等离子处理后进行UHMWPE保护层的包覆，由于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有较高的自润滑性能，在缠绕纤维后，很难实现外层共挤，因此引入过渡层，同时在表面进行等离子体处理，在表面形成一定的粗糙度，便于UHMWPE包覆；此外，由于等离子体处理，表面还会形成一定量自由基，当熔融态UHMMPE包覆时，还可以与UHMWPE链段形成键合，进一步提高过渡层与超高分子量聚乙烯的结合力。
[0012]进一步地，增强层与主体内层之间通过粘结材料粘结，所述粘结材料为OBC（乙烯
‑1‑
辛烯嵌段共聚物）、LDPE、PP（聚丙烯）共混物接枝马来酸酐制得。
[0013]进一步地，UHMWPE保护层通过拉伸流变挤出机挤出，可以保证挤出的UHMWPE保护层与主体管道保持相同的挤出速度。
[0014]本专利技术的有益效果在于：1）本专利技术制备得到的复合管防冲击能力强，受到撞击时不产生碎片；2）本专利技术制备得到的复合管的稳定性好，强度高。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的结构示意图；图中：1、主体内层；2、增强层；3、过渡层；4、UHMWPE保护层。
具体实施方式
[0016]下面结合说明书附图和实施例对本专利技术做进一步地说明，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。
[0017]如图1所示，一种新型抗冲复合管，从内到外依次是主体内层1、增强层2、过渡层3和UHMWPE保护层4。
[0018]实施例1主体内层1的原料组分为聚丙烯80份，HDPE为10份，POE为5份，相容剂4份，八乙烯基
‑
POSS为1份，DCP为0.002份；增强层2为玻璃纤维预制带，粘结材料采用OBC、LDPE、PP共混物接枝马来酸酐制得，添加比例为6%；过渡层3的原料组分为HDPE和UHMWPE，HDPE与UHMWPE的质量比为5:5；UHMWPE保护层4的原料组分为UHMWPE，UHMWPE的分子量为300万。
[0019]通过单螺杆挤出机挤出主体内层1的原料组分，主体内层1的外径为63mm，厚度为5.8mm，定径冷却后，进行增强层1的缠绕，每缠绕一层需进行红外加热，将预浸带内的粘结材料进行熔化，加热温度为220℃，共缠绕4层，缠绕完成后再通过单螺杆挤出机模头进行过渡层3的包覆，在挤出冷却后，进行等离子体处理，形成粗糙表面，最后进行UHMWPE保护层4的包覆，制备得到复合管，四层结构壁厚由内至外控制在3:1:1:0.8。
[0020]制备得到的复合管按照GB/T 14152—2001规定进行耐外冲击性能试验，截取10组管材样品，长度为（200
±
10）mm，选用锤头d90，16kg的落锤，从2m高处落下对管材进行冲击，测试测试结果为25个点都不破坏。
[0021]实施例2主体内层1的原料组分为聚丙烯75份，HDPE为10份，POE为10份，相容剂4份，八乙烯基
‑
POSS为1份，DCP为0.001份；增强层2为玻璃纤维预制带，粘结材料采用OBC、LDPE、PP共混物接枝马来酸酐制得，添加比例为8%；过渡层3的原料组分为HDPE和UHMWPE，HDPE与UHMWPE的质量比为6:4；UHMWPE保护层4的原料组分为UHMWPE，UHMWPE的分子量为300万。
[0022]通过单螺杆挤出机挤出主体内层1的原料组分，主体内层1的外径为90mm，厚度为8.2mm，定径冷却后，进行增强层1的缠绕，每缠绕一层需进行红外加热，将预浸带内的粘结材料进行熔化，加热温度为200℃，共缠绕4层，缠绕完成后再通过单螺杆挤出机模头进行过渡层3的包覆，在挤出冷却后，进行等离子体处理，形成粗糙表面，最后进行UHMWPE保护层4的包覆，制备得到复合管。四层结构壁厚由内至外控制在4:2:2:1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型抗冲复合管，其特征在于从内到外依次是主体内层（1）、增强层（2）、过渡层（3）和UHMWPE保护层（4），所述主体内层（1）包括如下重量份的组分：聚丙烯为70
‑
90份，HDPE为10
‑
20份，增韧剂为5
‑
15份，UHMWPE为0
‑
5份，相容剂为0
‑
8份，交联剂为1
‑
5份，DCP为0.001
‑
0.02份。2.如权利要求1所述的一种新型抗冲复合管，其特征在于增强层（2）的原料组分为玻璃纤维、聚酯纤维、超高聚乙烯纤维、碳纤维中的一种。3.如权利要求1所述的一种新型抗冲复合管，其特征在于所述过渡层（3）的原料组分为LDPE、MDPE、HDPE、UHMWPE中的一种或者几种混合物。4.如权利要求1所述的一种新型抗冲复合管，其特征在于UHM...

【专利技术属性】
技术研发人员：应淑妮，冯金茂，张阁昊，
申请(专利权)人：浙江伟星新型建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：