用於pe多孔一體管產品的複合改性材料及其製備方法
2023-11-10 12:37:32
專利名稱：用於pe多孔一體管產品的複合改性材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於PE多孔一體管產品的複合改性材料及其製備方法，屬高分子材料物理改性技術領域。
背景技術：
通信光電纜的護套產品大部分都採用PE多孔一體管，由於該產品為異型多孔組合結構，強度高、韌性好、安裝方便，解決了光纜電纜的分裝隔離，施工時不會出現打絞現象影響光電纜的傳輸性能，被廣泛用作電線電纜保護層的外護套管。為了被保護的光纜電纜不受地質材料變化或外界浸蝕，不出現拉伸、收縮及外界壓力，就必須保證外護套管要具有良好的物理機械性能、優越的耐環境性能和低溫回彈性能，且抗壓、抗衝擊性強，耐老化，寒熱帶地區均可使用。因此新的通信行業標準也提出了外護套管產品主要的技術指標，如拉伸強度、斷裂伸長率、剛度、復原率等指標。但現有的PE多孔一體管由於採用異型冷擠壓成型工藝製成，會出現材料塑化不充分的現象，因此不可能保證產品的剛度和韌性同時達標。
造成上述問題的原因在於，如果完全採用PE生產，其拉伸強度和斷裂伸長率指標合格，但是管材剛度又不達標或不穩定；如果採用PE加填充料生產，產品斷裂伸長率指標又不合格，各孔的物理指標均勻程度也不能同時滿足。剛度和韌性指標同時達標的要求較為特殊，拉伸強度和斷裂伸長率與管材剛度幾乎是存反比狀態，因此要保證拉伸強度和斷裂伸長率指標同時達標，就必須要保證配方生產的產品具有韌性，柔軟性，而同時產品又要滿足剛度達標，需具有硬度，剛度。但是硬度和剛度的增強不可避免地降低產品的拉伸強度與斷裂伸長率指標等性能；既要滿足特殊成型工藝要求，又要保證產品綜合性能達標已成為諸多生產廠家的技術難題。發明內容
本發明的目的在於，提供一種在能提高PE多孔一體管材的拉伸強度、斷裂伸長率性能的同時，又能使管材剛度、復原率和縱向回縮率等綜合指標符合要求；以克服現有的 PE多孔一體管材由於材料的配方不合理，在採用異型冷擠壓成型工藝時導致材料塑化不充分，不能保證產品的剛度和韌性同時達標缺陷的用於PE多孔一體管產品的複合改性材料及其製備方法。
本發明是通過如下的技術方案來實現上述目的的一種用於PE多孔一體管產品的複合改性材料，其特徵在於它由下述重量百分比的原料組成HDPE5000S62. 5%EV和PE共混聚合物 15%活化增強劑20%鋁酸酯偶聯劑2. 5%。所述的EV和PE共混聚合物的重量百分比為25% 75%。
所述的活化增強劑是由6250目超微細重質碳酸鈣、偶聯劑和硬脂酸製成的混合物，各組份之間的重量百分比為97. 5% 1.5% 1.0%。
—種用於PE多孔一體管產品的複合改性材料的製備方法，其特徵在於，它包括如下步驟第一步增強劑高溫活化將6250目超微細重質碳酸鈣、偶聯劑和硬脂酸按97. 5% 1.5% 1.0%的重量百分比，投入高速混合機中，在高速熱捏合中攪拌；攪拌速度1000 1200 r/min，使有機物充分包覆無機碳酸鈣，當高速熱捏合的溫度達到160°C時排入冷捏合，攪拌冷卻至50°C以下後，包裝裝袋。
第二步製備EV和PE共混聚合物將EV和PE材料按25% 75%的重量百分比， 放入密煉機中改性後出料拉片切粒；密煉機的溫度為180°C，密煉壓力為20MPa，密煉時間為5分鐘。
第三步在20°C常溫及常壓下，將HDPE5000S、EV和PE共混聚合物、活化增強劑和鋁酸酯偶聯劑按62. 5% 15% 20% :2. 5%的重量百分比稱重後，放入攪拌機中混合均勻。
第四步將第三步所得的共混料在同向雙螺杆改性擠出機內塑化改性，水環切粒，形成大小均一的本發明的複合改性塑料顆粒料產品；改性擠出機的機筒溫度為200 210°C，模體溫度為220 230°C，擠出速度為550 580r/min，熔壓為3. 2 3. 5MPa，冷卻水溫為0 5°C，切粒速度為1000 1200 r/min。
本發明所述的上述原料中，HDPE5000S具有熔點低，流動性好，加工性能好，與其他材料相溶性能好的特點；EV和PE共混聚合物具有提高抗衝擊強度、韌性和抗寒性等特點； 活化增強劑具有耐候性好，硬度高，尺寸穩定性好，價格低廉等特點；鋁酸酯偶聯劑具有增強大分子間親合力，起到連接橋梁作用，同時還具有較高的協同穩定性和潤滑性，熔融溫度低，分散性好的特點。
本發明與現有技術相比的有益效果在於採用該用於PE多孔一體管產品的複合改性材料生產出的PE多孔一體管產品具有光潔度好、析出物質少的特點；且拉伸強度、斷裂伸長率、剛度和復原率指標高，同時具有尺寸變化率和收縮率小、製造成本低廉等特點。另外，該用於PE多孔一體管產品的複合改性材料及其製備方法的最大優點還在於，採用該配方及改性工藝生產的複合改性材料，能滿足在現有冷擠壓成型的工藝條件下，生產出的PE多孔一體管產品能達到韌性和剛度同時達標的雙重要求。
具體實施例方式下面舉一個具體的實施例，以使用160 kg複合改性材料為例。
按上述的重量百分比準備各原材料稱取100 kg牌號為5000S的HDPE ；稱取6 kg EV和18 kg PE製作EV和PE共混聚合物； 稱取6250目超微細重質碳酸鈣31. 2坧、偶聯劑0. 48 kg和硬脂酸0. 32 kg製作活化增強劑； 稱取4 kg鋁酸酯偶聯劑。
上述原材料準備好後，按下述的製備方法進行製作第一步將31. 2 kg的6250目超微細重質碳酸鈣、0. 48 kg的偶聯劑和0. 32 kg的硬脂酸投入到高速混合機中，在高速熱捏合中攪拌，攪拌速度1100 r/min，使有機物充分包覆無機碳酸I丐，當高速熱捏合的溫度達到160°C時排入冷捏合，冷卻攪拌至50°C以下，製成活化增強劑備用。
第二步將6 kg EV和18 kg PE材料放入密煉機中改性，密煉機的溫度為180°C，密煉壓力為20MPa，密煉5分鐘後出料拉片切粒，製成EV和PE共混聚合物備用。
第三步將上述準備好的HDPE5000S、EV和PE共混聚合物、活化增強劑和鋁酸酯偶聯劑放入攪拌機中混合均勻，攪拌混合在20°C常溫及常壓下進行。
第四步將第三步所得的共混料在同向雙螺杆改性擠出機內塑化改性，水環切粒， 形成大小均一的本發明的複合改性塑料顆粒料產品。同向雙螺杆改性擠出機的機筒溫度為 2060C，模體溫度為，擠出速度為560r/min，熔壓為3. 4MPa,冷卻水溫為2 V，切粒速度為 1100 r/mino
將第四步製成的複合改性塑料顆粒料產品在PE梅花管擠出機上成型擠出，即形成PE多孔一體管產品。PE梅花管擠出成型機的參數要求為機筒溫度為160 170°C，模體溫度為180 190°C，擠出速度為50 60r/min，熔壓為30 40Mpa。
採用本發明的用於PE多孔一體管產品的複合改性材料製成的PE多孔一體管產品，其技術指標如下表1所示表權利要求
1.一種用於PE多孔一體管產品的複合改性材料，其特徵在於它由下述重量百分比的原料組成HDPE5000S62.5%EV和PE共混聚合物15%活化增強劑20%鋁酸酯偶聯劑2. 5% ；所述的EV和PE共混聚合物的重量百分比為25% 75% ；所述的活化增強劑是由6250目超微細重質碳酸鈣、偶聯劑和硬脂酸製成的混合物，各組份之間的重量百分比為97. 5% 1.5% 1.0%。
2.一種用於權利要求1所述的用於PE多孔一體管產品的複合改性材料的製備方法，其特徵在於，它包括如下步驟第一步增強劑高溫活化將6250目超微細重質碳酸鈣、偶聯劑和硬脂酸按97. 5% 1.5% 1.0%的重量百分比，投入高速混合機中，在高速熱捏合中攪拌；攪拌速度1000 1200 r/min，使有機物充分包覆無機碳酸鈣，當高速熱捏合的溫度達到160°C時排入冷捏合，攪拌冷卻至50°C以下後，包裝裝袋；第二步製備EV和PE共混聚合物將EV和PE材料按25% 75%的重量百分比，放入密煉機中改性後出料拉片切粒；密煉機的溫度為180°C，密煉壓力為20MPa，密煉時間為5分鐘；第三步在20°C常溫及常壓下，將HDPE5000S、EV和PE共混聚合物、活化增強劑和鋁酸酯偶聯劑按62. 5% 15% 20% :2. 5%的重量百分比稱重後，放入攪拌機中混合均勻；第四步將第三步所得的共混料在同向雙螺杆改性擠出機內塑化改性，水環切粒，形成大小均一的本發明的複合改性塑料顆粒料產品；改性擠出機的機筒溫度為200 210°C，模體溫度為220 230°C，擠出速度為550 580r/min，熔壓為3. 2 3. 5MPa，冷卻水溫為0 5°C，切粒速度為1000 1200 r/min。
全文摘要
本發明涉及一種用於PE多孔一體管產品的複合改性材料及其製備方法，屬高分子材料物理改性技術領域。其原料組成為62.5%的HDPE5000S、15%的EV和PE共混聚合物、20%的活化增強劑和2.5%的鋁酸酯偶聯劑，並通過特殊工藝製備而成。採用該複合改性材料生產出的PE多孔一體管產品具有拉伸強度、斷裂伸長率、剛度和復原率指標高、尺寸變化率和收縮率小的特點。該複合改性材料能滿足在冷擠壓成型的工藝條件下，生產出的PE多孔一體管產品能保證韌性和剛度同時達標的雙重要求。徹底解決了現有的PE多孔一體管材由於材料的配方不合理，在採用異型冷擠壓成型工藝時導致材料塑化不充分，不能保證產品的剛度和韌性同時達標的問題。
文檔編號B29B7/28GK102504392SQ201110350240
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者張建強, 彭進雄, 陳登文 申請人:湖北凱樂科技股份有限公司