一種複合聚乙烯合金管材及其製備方法與流程
2023-06-10 11:13:36
本發明涉及一種管材，特別涉及一種複合聚乙烯合金管材及其製備方法。
背景技術：
聚乙烯具有其它工程塑料無法比擬的耐磨性、 耐衝擊性、耐化學藥品、自潤滑性能，在國民經濟的各個領域，尤其 是耐磨輸送、設備襯裡、各種機械零部件等方面的應用具有獨特的優勢，其產品的開發和應用具有廣闊的前景，新應用領域的開發，正受到人們的關注。
但是普通的聚乙烯管最大承壓強度為1.6Mpa，壁厚較厚，耗材多，成本高。且目前市場上使用的普通聚乙烯管最高使用溫度只有70℃，溫度再高則不能使用，限制了管材的使用範圍，無法滿足高溫管道的使用要求。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對以上弊端提供一種複合聚乙烯合金管材及其製備方法，本發明的管材，採用了新型的配方和製備工藝，製作出的複合聚乙烯合金管材具有極好的承壓強度，使用溫度高，生產成本低，可有效提高產品使用效果，擴大其使用範圍。
為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：
一種複合聚乙烯合金管材，其中，為三層複合結構，自內向外依次包括有耐高溫聚乙烯管層、纖維纏繞增強層以及抗氧化聚乙烯保護層，所述耐高溫聚乙烯管層其組成成份按照質量份數計如下：
聚乙烯 100份
聚亞苯基碸樹脂（PPSU） 60份
增韌劑 5-12份
偶聯劑 3-8份；
所述抗氧化聚乙烯保護層其組成成份按照質量份數計如下：
聚乙烯 120份
熱穩定劑 2.5份
硬脂酸 6份
抗氧化劑 5份。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，所述增韌劑為ABS樹脂和 EVA樹脂的混合物。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，所述ABS樹脂和 所述EVA樹脂的混合比例為1:3（以質量比計）。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，優選地，所述矽烷偶聯劑為矽烷偶聯劑kh791。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，所述熱穩定劑為二甲基錫、二辛基錫、四苯基錫的混合物。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，優選地，所述二甲基錫、所述二辛基錫與所述四苯基錫的混合比例為3:10:7（以質量比計）。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，所述抗氧化劑為抗氧劑1076、抗氧劑168以及抗氧劑DLTDP的混合物。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，優選地，所述抗氧劑1076、所述抗氧劑168以及所述抗氧劑DLTDP的混合比例為11:17:9（以質量比計）。
上述一種複合聚乙烯合金管材，其中，所述纖維纏繞增強層由玻璃纖維構成。
一種複合聚乙烯合金管材，其製備方法如下：
A.配置輔助劑，將ABS樹脂和EVA樹脂混合，得增韌劑；將二甲基錫、二辛基錫、四苯基錫混合，得熱穩定劑；將抗氧劑1076、抗氧劑168以及抗氧劑DLTDP混合得抗氧化劑；
B.製備耐高溫聚乙烯管層原料，將聚乙烯、聚亞苯基碸樹脂、增韌劑、偶聯劑依次放入攪拌機中，攪拌時間：25—45min，攪拌速率為500r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為：150-180℃，得耐高溫聚乙烯管層原料；
C.製備抗氧化聚乙烯保護層原料，將聚乙烯、熱穩定劑、硬脂酸、抗氧化劑依次放入攪拌機中，攪拌時間：35—45min，攪拌速率為550r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為：160-190℃，得抗氧化聚乙烯保護層原料；
D.耐高溫聚乙烯管層擠出成型，將耐高溫聚乙烯管層原料放入聚乙烯管螺杆擠塑機，擠出聚乙烯進入內管模具成型，得到耐高溫聚乙烯管層坯料；
E.真空定徑和冷卻：快速向耐高溫聚乙烯管層坯料孔噴冷卻水，使其快速冷卻定型進而固定內徑，再向其連續噴水兩次進一步冷卻，得到耐高溫聚乙烯管層成品；
F.纖維纏繞：耐高溫聚乙烯管層成品通過牽引機進入纏繞機，在芯管外表面以80度的角度左右纏繞至少兩層玻璃纖維絲形成纖維纏繞增強層；
G.擠出外層並冷卻：將抗氧化聚乙烯保護層原料放入聚乙烯管擠塑機，擠出抗氧化聚乙烯保護層原料進入外層聚乙烯管模具，在纖維增強層外表面成型抗氧化聚乙烯保護層，向抗氧化聚乙烯保護層連續噴水兩次冷卻，得到複合聚乙烯合金管材。
本發明的有益效果為：採用了改進的配方和工藝，使得用此方法生產的管材，可將聚乙烯管材的承壓強度提高10倍以上，而材料成本僅需原1.6MPa壓力等級管材的三分之一。可確保介質溫度120℃以上，高壓長期輸送，有效提高產品使用效果，擴大其使用範圍。本發明一種複合聚乙烯合金管材及其製備方法，製備方法操作完善，過程嚴謹，大大提高企業生產質量。
具體實施方式
以下通過具體實施例對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。
實例一：
一種複合聚乙烯合金管材，其製備方法如下：
（1）配置輔助劑，將ABS樹脂和 EVA樹脂以質量比1:4的比例混合，得增韌劑；將二甲基錫、二辛基錫、四苯基錫以4:11:9的質量比例混合，得熱穩定劑；將抗氧劑1076、抗氧劑168以及抗氧劑DLTDP以質量比13:15:7進行混合，得抗氧化劑；
（2）製備耐高溫聚乙烯管層原料，將100份聚乙烯、60份聚亞苯基碸樹脂、5份增韌劑、3份矽烷偶聯劑kh791依次放入攪拌機中，攪拌時間：25min，攪拌速率為500r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為：150-180℃，得耐高溫聚乙烯管層原料；
（3）製備抗氧化聚乙烯保護層原料，將120份聚乙烯、2.5份熱穩定劑、6份硬脂酸、5份抗氧化劑依次放入攪拌機中，攪拌時間：35min，攪拌速率為550r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為：160-190℃，得抗氧化聚乙烯保護層原料；
（4）耐高溫聚乙烯管層擠出成型，將耐高溫聚乙烯管層原料放入聚乙烯管螺杆擠塑機，擠出聚乙烯進入內管模具成型，得到耐高溫聚乙烯管層坯料；
（5）真空定徑和冷卻：快速向耐高溫聚乙烯管層坯料孔噴冷卻水，使其快速冷卻定型進而固定內徑，再向其連續噴水兩次進一步冷卻，得到耐高溫聚乙烯管層成品；
（6）纖維纏繞：耐高溫聚乙烯管層成品通過牽引機進入纏繞機，在芯管外表面以80度的角度進行左右纏繞兩層玻璃纖維絲形成纖維纏繞增強層；
（7）擠出外層並冷卻：將抗氧化聚乙烯保護層原料放入聚乙烯管擠塑機，擠出抗氧化聚乙烯保護層原料進入外層聚乙烯管模具，在纖維增強層外表面成型抗氧化聚乙烯保護層，向抗氧化聚乙烯保護層連續噴水兩次冷卻，得到複合聚乙烯合金管材。
實例二：
一種複合聚乙烯合金管材，其製備方法如下：
（1）配置輔助劑，將ABS樹脂和 EVA樹脂以質量比2:5的比例混合，得增韌劑；將二甲基錫、二辛基錫、四苯基錫以2:13:8的質量比例混合，得熱穩定劑；將抗氧劑1076、抗氧劑168以及抗氧劑DLTDP以質量比9:18:11進行混合，得抗氧化劑；
（2）製備耐高溫聚乙烯管層原料，將100份聚乙烯、60份聚亞苯基碸樹脂、12份增韌劑、8份矽烷偶聯劑kh791依次放入攪拌機中，攪拌時間： 45min，攪拌速率為500r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為： 180℃，得耐高溫聚乙烯管層原料；
（3）製備抗氧化聚乙烯保護層原料，將120份聚乙烯、2.5份熱穩定劑、6份硬脂酸、5份抗氧化劑依次放入攪拌機中，攪拌時間： 45min，攪拌速率為550r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為：160-190℃，得抗氧化聚乙烯保護層原料；
（4）耐高溫聚乙烯管層擠出成型，將耐高溫聚乙烯管層原料放入聚乙烯管螺杆擠塑機，擠出聚乙烯進入內管模具成型，得到耐高溫聚乙烯管層坯料；
（5）真空定徑和冷卻：快速向耐高溫聚乙烯管層坯料孔噴冷卻水，使其快速冷卻定型進而固定內徑，再向其連續噴水兩次進一步冷卻，得到耐高溫聚乙烯管層成品；
（6）纖維纏繞：耐高溫聚乙烯管層成品通過牽引機進入纏繞機，在芯管外表面以80度的角度進行左右纏繞三層玻璃纖維絲形成纖維纏繞增強層；
（7）擠出外層並冷卻：將抗氧化聚乙烯保護層原料放入聚乙烯管擠塑機，擠出抗氧化聚乙烯保護層原料進入外層聚乙烯管模具，在纖維增強層外表面成型抗氧化聚乙烯保護層，向抗氧化聚乙烯保護層連續噴水兩次冷卻，得到複合聚乙烯合金管材。
實施例三
一種複合聚乙烯合金管材，其製備方法如下：
（1）配置輔助劑，將ABS樹脂和 EVA樹脂以質量比1:3的比例混合，得增韌劑；將二甲基錫、二辛基錫、四苯基錫以3:10:7的質量比例混合，得熱穩定劑；將抗氧劑1076、抗氧劑168以及抗氧劑DLTDP以質量比11:17:9進行混合，得抗氧化劑；
（2）製備耐高溫聚乙烯管層原料，將100份聚乙烯、60份聚亞苯基碸樹脂、8份增韌劑、5份矽烷偶聯劑kh791依次放入攪拌機中，攪拌時間：35min，攪拌速率為500r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為：150-180℃，得耐高溫聚乙烯管層原料；
（3）製備抗氧化聚乙烯保護層原料，將120份聚乙烯、2.5份熱穩定劑、6份硬脂酸、5份抗氧化劑依次放入攪拌機中，攪拌時間：40min，攪拌速率為550r/min，將攪拌好的混合物放入雙螺旋擠出機中共混造粒，擠出機各段的溫度範圍為：160-190℃，得抗氧化聚乙烯保護層原料；
（4）耐高溫聚乙烯管層擠出成型，將耐高溫聚乙烯管層原料放入聚乙烯管螺杆擠塑機，擠出聚乙烯進入內管模具成型，得到耐高溫聚乙烯管層坯料；
（5）真空定徑和冷卻：快速向耐高溫聚乙烯管層坯料孔噴冷卻水，使其快速冷卻定型進而固定內徑，再向其連續噴水兩次進一步冷卻，得到耐高溫聚乙烯管層成品；
（6）纖維纏繞：耐高溫聚乙烯管層成品通過牽引機進入纏繞機，在芯管外表面以80度的角度進行左右纏繞四層玻璃纖維絲形成纖維纏繞增強層；
（7）擠出外層並冷卻：將抗氧化聚乙烯保護層原料放入聚乙烯管擠塑機，擠出抗氧化聚乙烯保護層原料進入外層聚乙烯管模具，在纖維增強層外表面成型抗氧化聚乙烯保護層，向抗氧化聚乙烯保護層連續噴水兩次冷卻，得到複合聚乙烯合金管材。
本發明的有益效果為：採用了改進的配方和工藝，使得用此方法生產的管材，可將聚乙烯管材的承壓強度提高10倍以上，而材料成本僅需原1.6MPa壓力等級管材的三分之一。可確保介質溫度120℃以上，高壓長期輸送，有效提高產品使用效果，擴大其使用範圍。本發明一種複合聚乙烯合金管材及其製備方法，製備方法操作完善，過程嚴謹，大大提高企業生產質量。
本發明所製得的複合聚乙烯合金管材的性能數據如下表：
表1本發明製得的複合聚乙烯合金管材的性能數據
這裡本發明的描述和應用是說明性的，並非想將本發明的範圍限制在上述實施例中，因此，本發明不受本實施例的限制，任何採用等效替換取得的技術方案均在本發明保護的範圍內。