一种高弹性模量的HDPE波纹管制造技术

本发明专利技术公开了一种高弹性模量的HDPE波纹管，属于波纹管技术领域，包括内壁和外壁，内壁按质量份计包括增强型HDPE母粒60

【技术实现步骤摘要】
一种高弹性模量的HDPE波纹管


[0001]本专利技术属于波纹管
，具体涉及一种高弹性模量的HDPE波纹管。

技术介绍

[0002]HDPE波纹管是用高密度聚乙烯为主要原材料制成的轻质管材，一般是HDPE双壁波纹管，具有质量轻、流量大、耐侵蚀性强、不易结垢、便于现场搬运和施工等特点。HDPE波纹管在施工使用过程中会受到外界作用力，因而会发生形状的改变，并且在HDPE波纹管弹性形变的阶段，其应力和应变成正比例关系，其比例系数称为弹性模量。
[0003]弹性模量是HDPE波纹管等工程材料的重要性能参数，从宏观上来看，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观上来看，则是工程材料原子、离子或分子间键合强度的反映，简单地说，越硬的材料具有越高的弹性模量。现有技术中通过强度更高的材料纤维进行共混改性，但是材料间的相容性和牢度不高，为了在增加其他材料纤维后使波纹管具有更高的弹性模量，因此提出一种高弹性模量的HDPE波纹管。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高弹性模量的HDPE波纹管，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种高弹性模量的HDPE波纹管，包括内壁和外壁，内壁按质量份计包括如下原材料：增强型HDPE母粒60
‑
70份、碳酸镁6
‑
10份、硫化锌1
‑
2份、季戊四醇酯2份和聚乙烯蜡2份；
[0007]外壁按质量份计包括如下原材料：
[0008]增强型HDPE母粒50
‑
65份、耐磨母粒15
‑
20份、碳酸镁6
‑
10份、硫化锌1
‑
2份、季戊四醇酯2份和聚乙烯蜡2份。
[0009]增强型HDPE母粒通过如下步骤制备：
[0010]步骤一：将PA6切片真空干燥后熔融纺丝制备出PA6纤维，将PA6纤维用热板温度为60℃的平行牵伸机按照3.3
‑
3.5倍的牵伸比进行牵伸，将牵伸后的PA6纤维切断，得到平均长度6mm的PA6短纤维；
[0011]步骤二：向烧瓶中加入浓硫酸，然后将质量分数为5％的重铬酸钾溶液用玻璃棒引流加入烧瓶中与浓硫酸混合，获得铬酸溶液，将PA6短纤维加入铬酸溶液中并转移至超声波清洗仪中，在50
‑
75℃和超声波频率为100kHz的条件下，将PA6短纤维超声处理45
‑
60min，冷却至室温后过滤取出PA6短纤维并用去离子水洗涤2
‑
3次，干燥，得到酸处理PA6短纤维。
[0012]步骤三：将酸处理PA6短纤维、HDPE片材、硅烷偶联剂KH
‑
560和抗氧剂按照9：91：0.2：0.5
‑
1的质量比进行混合，然后在120℃的条件下熔融挤出，切粒，得到增强型HDPE母粒。
[0013]进一步地，步骤二中重铬酸钾溶液和浓硫酸的用量比为28g：9
‑
9.5g。
[0014]进一步地，步骤二中PA6短纤维和铬酸的用量比为2g：8
‑
9g。
[0015]进一步地，步骤三中的抗氧剂型号为Revonox 608。
[0016]耐磨母粒通过如下步骤制备：
[0017]步骤1：向烧瓶中加入浓硫酸，然后用玻璃棒引流加入相同质量的浓硝酸，搅拌混合后超声处理2
‑
3h得到混酸；将平均直径为8
‑
10μm石墨烯片材加入100倍质量的混酸中，在130
‑
140℃的条件下保温处理30
‑
45min，然后向烧瓶中加入去离子水将混酸稀释，抽滤，将滤饼用去离子水洗涤至最后一次洗涤液呈中性，再将滤饼干燥，得到酸化石墨烯片材。
[0018]步骤2：将酸化石墨烯片材和无水乙醇加入烧瓶中，超声分散后得到分散液，向分散液中加入硅烷偶联剂KH
‑
550后再用质量分数为37％的盐酸调节pH值至4.5
‑
5，在75
‑
85℃和250
‑
500r/min的条件下保温搅拌20
‑
24h，抽滤，将滤饼用去离子水洗涤2
‑
3次，干燥，粉碎，得到改性石墨烯片材。
[0019]步骤3：向烧瓶中加入四氢呋喃和三乙胺，搅拌混合后加入改性石墨烯片材，超声分散30
‑
45min后在0℃的条件下不断搅拌并加入2
‑
溴异丁酰溴，然后升温至25
‑
30℃，保温反应45
‑
50h后抽滤，用无水乙醇洗涤2
‑
3次，干燥，得到接枝改性石墨烯片材；将接枝改性石墨烯片材、五甲基二乙三胺、甲基丙烯酸甲酯和二甲基亚砜加入烧瓶中，超声处理45
‑
60min后通入氩气除氧，然后加入溴化铜做催化剂，在80℃的条件下反应20
‑
30min，抽滤，用甲醇洗涤2
‑
3次，干燥，得到石墨烯接枝聚甲基丙烯酸甲酯，然后和HDPE片材按照1:1的质量比混合，熔融挤出，切粒，得到耐磨母粒。
[0020]进一步地，步骤2中酸化石墨烯片材、无水乙醇和硅烷偶联剂的用量比为2g：60
‑
80g：1g。
[0021]进一步地，步骤3中四氢呋喃、三乙胺、改性石墨烯片材和2
‑
溴异丁酰溴的用量比为15mL：5
‑
6mL：1g：2mL。
[0022]进一步地，步骤3中接枝改性石墨烯片材、五甲基二乙三胺、甲基丙烯酸甲酯、二甲基亚砜和溴化铜的用量比为1g：3mL：5mL：35
‑
40mL：0.25
‑
0.3g。
[0023]高弹性模量的HDPE波纹管的制备方法为：将内壁和外壁的原材料分别混合上料，用螺杆挤出机熔融挤出，分别制成内壁和外壁；内壁经过模芯冷却定型呈光滑状，外壁经过真空吸塑呈波纹状，将内壁和外壁熔接，冷却，牵伸，切割，得到高弹性模量的HDPE波纹管。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术中HDPE波纹管具有较高的弹性模量，内壁光滑，有利于增加流量，外壁耐磨，有利于施工使用。
[0026]增强型HDPE母粒中添加有酸处理PA6短纤维，PA6短纤维经过铬酸处理后表面会由光滑变为粗糙，有利于增加PA6短纤维的比表面积；在超声波的空化作用下，铬酸溶液中产生局部的高温和高压，有利于提高铬酸溶液的含氧量，加速铬酸的氧化作用速度，使酸处理PA6短纤维含有较多的含氧基团，有利于增加其和HDPE片材的相容性，增加酸处理PA6短纤维和HDPE片材基团的机械啮合力，有利于提高HDPE波纹管的弹性模量。
[0027]耐磨母粒通过对石墨烯片材酸化处理，有利于增加其羟基含量，通过硅烷偶联剂和2
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高弹性模量的HDPE波纹管，包括内壁和外壁，其特征在于，内壁按质量份计包括原材料：增强型HDPE母粒60
‑
70份、碳酸镁6
‑
10份、硫化锌1
‑
2份、季戊四醇酯2份和聚乙烯蜡2份；外壁按质量份计包括原材料：增强型HDPE母粒50
‑
65份、耐磨母粒15
‑
20份、碳酸镁6
‑
10份、硫化锌1
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2份、季戊四醇酯2份和聚乙烯蜡2份；其中，增强型HDPE母粒通过如下步骤制备：步骤一：将PA6切片纺丝，牵伸，切断，得到PA6短纤维；步骤二：将浓硫酸和重铬酸钾溶液混合得到铬酸溶液，将PA6短纤维加入铬酸溶液中并转移至超声波清洗仪中，在50
‑
75℃的条件下，将PA6短纤维超声处理45
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60min，冷却，洗涤，干燥，得到酸处理PA6短纤维；步骤三：将酸处理PA6短纤维、HDPE片材、硅烷偶联剂KH
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560和抗氧剂按照9：91：0.2：0.5
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1的质量比混合，熔融挤出，切粒，得到增强型HDPE母粒。2.根据权利要求1所述的一种高弹性模量的HDPE波纹管，其特征在于，步骤二中重铬酸钾溶液和浓硫酸的用量比为28g：9
‑
9.5g。3.根据权利要求1所述的一种高弹性模量的HDPE波纹管，其特征在于，步骤二中PA6短纤维和铬酸的用量比为2g：8
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9g。4.根据权利要求1所述的一种高弹性模量的HDPE波纹管，其特征在于，耐磨母粒通过如下步骤制备：步骤1：将酸化石墨烯片材和无水乙醇超声分散后加入硅烷偶联剂KH
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550，调节pH值至4.5
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5，在75
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85℃和250
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500r/min的条件下保温搅拌20
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24h，抽滤，将滤饼洗涤，干燥，粉碎，得到改性石墨烯片材；步骤2：将四氢呋喃和三乙胺混合并加入改性石墨烯片材后超声分散30
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【专利技术属性】
技术研发人员：张玉勇，姜俊杰，李伟，
申请(专利权)人：安徽超星新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：