【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及埋地排水管，具体为磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的配方及制备方法。
技术介绍
1、使用高密度聚乙烯原料生产埋地排水管时，为满足埋地排水管的机械强度，通常会添加碳酸钙来增加埋地排水管的环刚度，碳酸钙加入高密度聚乙烯做排水管不仅提高了环刚度：还可以提高高密度聚乙烯的尺寸稳定性、硬度，改善塑料的加工性能；且碳酸钙是一种较为稳定的化合物，不会与管道中的其他物质反应产生有害物质。
2、磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体，现有的技术资料显示磷石膏主要有灰黑色和灰白色两种，颗粒直径一般为5-50μm，结晶水含量20％-25％，主要成分为硫酸钙。磷石膏一般呈粉状，外观一般是灰白、灰黄、浅绿等色，还含有有机磷、硫氟类化合物，容重0.733-0.88g/cm3，颗粒直径一般为5-15um。
3、我国是磷石膏资源大国，磷石膏已成为我国继粉煤灰后第二大工业固体废弃物。由于磷石膏产生量大且相对集中，同时含有一定杂质、无害化与处理较为困难等问题。因此大部分磷化工生产企业磷石膏固体废渣只能堆存，不仅侵占大量土地，还需投入大量的资金对堆存的磷石膏进行防渗治理，给企业的发展带来了较大的经济负担。
4、磷石膏中含有大量的磷、氟、各种盐类以及重金属，处理不当将严重危害堆积地及其附近区域大气、土壤和地下水等生态环境。因此，无论从社会、环境还是经济层面上来看，推动磷石膏的资源化利用都将具有重要意义。
5、将磷石膏取代钙粉来作为高密度聚乙烯的填充物作为解决磷石膏资源化的方法，即可解决
6、但磷石膏的成分与性质与碳酸钙粉有所区别，若将磷石膏直接取代碳酸钙粉生产埋地排水管，生产出来的排水管，其环刚度下降，其结构强度，其性质均一性差，排水管上不同位置，其性质差异大，经过研究发现，使用磷石膏生产排水管时，磷石膏在hdpe原料中出现团聚现象，分散性差，磷石膏边缘与hdpe材质的界面出现缝隙，磷石膏与hdpe材料的界面相容性差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的配方及制备方法，用以解决上述提到使用磷石膏与hdpe材料生产排水管时，出现磷石膏团聚、与hdpe材料的界面相容性差的技术问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的配方，包括以下组分：
3、磷石膏填充物20％-25％、hdpe原料75％-80％、润滑剂1-3％、偶联剂0.3-0.5％、抗氧剂0.2-0.4％、增强剂0.2％-0.4％、增韧剂0.2％-0.4％、色母剂0.2-2％，所述磷石膏填充物为依次经过高温煅烧、粉碎、超声处理的磷石膏细粉。
4、一种磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的制备方法，包括以下步骤，
5、s1、处理：将磷石膏在400℃-800℃的温度下进行4-6h的煅烧，煅烧后的磷石膏进行粉碎，粉碎后对磷石膏进行超声处理得到磷石膏填充物；
6、s2、拌料：将磷石膏填充物和润滑剂添加到hdpe原料，并加入抗氧化剂、增强剂、增韧剂、色母剂，添加完成后搅拌40min得到混合料；
7、s3、喂料：将混合料通过料斗加入挤出机中，挤出机温度控制为190℃-240℃，通过挤出机将混合料融化，并挤入模具中；
8、s4、冷却成型：混合料在模具中成型，并逐渐冷却成型为排水管；
9、s5、切割：将冷却成型的排水管按照设计尺寸切割为不同长度的产品。
10、本实施方案的有益效果在于：
11、1、现有技术中将磷石膏应用在排水管领域，通常将磷石膏粉碎成细粉，然后直接取代原有的钙粉进行制备排水管，但磷石膏的成分与性质与碳酸钙粉有所区别，若将磷石膏直接取代碳酸钙粉生产埋地排水管，磷石膏会出现团聚现象，分散性差，磷石膏边缘与hdpe材质的界面出现缝隙，磷石膏与hdpe材料的界面相容性差，本申请使用超声对磷石膏进行处理，使得磷石膏的表面性质进行改变，其分散性提高，在与hdpe材料结合混合后，不发生团聚，且超声改性使得磷石膏其与hdpe的结合界面更为的紧密，提高了界面相容性。
12、2、磷石膏含有一些有害杂质导致其性能劣化，如：可溶性磷吸附在磷石膏表面，使得磷石膏结构疏松，强度偏低，可溶性氟能使石膏晶体粗化，减少晶体之间的接触点，阻碍骨架的搭建，进而造成强度偏低等，针对这一问题，本申请将磷石膏进行高温处理，通过高温煅烧去除其中的有机质，使可溶性磷和氟转变为难溶性磷酸钙、羟磷灰石和氟磷灰石等，从而降低有害杂质的影响，使得磷石膏在与hdpe结合后可提供更好的强度。
13、3、本申请的技术方案使用磷石膏改性的高密度聚乙烯材料，与钙粉相比，磷石膏的抗冻融性能更好，埋地排水管在地下，温度较低，容易发生冻融循环现象，(冻融循环是指某种材料的结构体在低温环境中遇到冰冻，随后在高温环境中融化的过程，一些材质抗冻融性能不好的，容易产生裂缝)，因此，埋地排水管在生产过程中，需要添加防冻剂，以提高管道的抗冻融性能，当使用磷石膏后，可减少防冻剂的使用，且后期方便维护。
14、4、磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业副产品，磷石膏中包含的氯化物和游离磷等物质，受到雨水冲沙的影响，可以将部分杂质带入地下水或河流中，就可能导致水质出现污染现象，随意排放、堆积会严重破坏了生态环境，而本申请的技术方案将磷石膏添加入高密度聚乙烯中作为埋地排水管的原材料，变废为宝，既减少磷石膏的堆积量，降低了磷石膏废渣处理的成本，缓解了磷石膏带来的环境污染问题，也使得埋地排水管不使用钙粉，进而降低埋地排水管的成本。
15、进一步，所述磷石膏填充物经过以下步骤处理步骤一、将磷石膏原料在400℃-500℃下进行煅烧的4-6h；步骤二、将煅烧后的磷石膏进行球磨，并筛分200目以下的磷石膏细粉；步骤三、将磷石膏细粉置于无水乙醇中，在室温下进行超声改性1.8-2.4h后，进行过滤，将过滤的滤饼在80℃的环境下进行干燥后打散。首先，煅烧温度控制在400℃以上，保证磷石膏中的有害有机质被氧化为无机的磷酸钙、羟磷灰石和氟磷灰石，500℃是对能耗与成本的权衡，其次，原状磷石膏中针状和片状颗粒占比较高，粒径分布相对较差，球磨后，针状和片状颗粒占比明显减少，其抗折和抗压强度得到提高，且利用超声波对磷石膏细粉进行改性，使得改性后的磷石膏的分散性提高，在与hdpe中不团结，两者结合更好。
16、进一步，所述润滑剂选用聚乙烯蜡。
17、进一步，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
18、进一步，所述抗氧化剂为硬脂酸。
19、进一步，步骤一中的磷石膏原料先经过了水洗，所述水洗为将磷石膏和水按照1:3比例混合均匀后浸泡20min，搅拌清洗1h后过滤。从磷肥化工厂出来的原状磷石膏的成分上包含有一些本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的配方，其特征在于，包括以下重量组分：磷石膏填充物20％-25％、HDPE原料70％-75％、润滑剂1-3％、偶联剂0.2-0.4％、抗氧剂0.2-0.4％、增强剂0.2％-0.4％、增韧剂0.2％-0.4％、色母剂0.5-3％，所述磷石膏填充物为依次经过高温煅烧、粉碎、超声处理的磷石膏细粉。
2.根据权利要求1所述的配方制备磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的配方，其特征在于：所述磷石膏填充物经过以下步骤处理
4.根据权利要求1所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的配方，其特征在于：所述润滑剂选用聚乙烯蜡。
5.根据权利要求1所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的配方，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
6.根据权利要求1所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的配方，其特征在于：所述抗氧化剂为硬脂酸。
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8.根据根据权利要求3所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的配方，其特征在于：所述步骤一的磷石膏在煅烧过程中，对磷石膏进行震动敲击。
9.根据权利要求8所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(HDMP-P)排水管的配方，其特征在于：所述步骤一中的磷石膏煅烧过程产生的蒸汽为步骤三的干燥过程的热源。
...【技术特征摘要】
1.磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的配方，其特征在于，包括以下重量组分：磷石膏填充物20％-25％、hdpe原料70％-75％、润滑剂1-3％、偶联剂0.2-0.4％、抗氧剂0.2-0.4％、增强剂0.2％-0.4％、增韧剂0.2％-0.4％、色母剂0.5-3％，所述磷石膏填充物为依次经过高温煅烧、粉碎、超声处理的磷石膏细粉。
2.根据权利要求1所述的配方制备磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的配方，其特征在于：所述磷石膏填充物经过以下步骤处理
4.根据权利要求1所述的磷石膏改性高密度聚乙烯(hdmp-p)排水管的配方，其特征在于：所述润滑剂选用聚乙烯蜡。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯孝林，任良安，
申请(专利权)人：贵州瑞琦塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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