一種增強hdpe雙壁波紋管及其製備方法
2023-04-23 05:31:21 3
一種增強hdpe雙壁波紋管及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種增強HDPE雙壁波紋管及其製備方法，所述增強HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成：高密度聚乙烯100份、木粉40～60份、鈦酸酯偶聯劑1～3份、三元乙丙橡膠7～9份、其中，所述木粉的目數為80～110目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70～90，其乙烯丙烯比為（55:45）～（65:35）；本發明製備得到的增強HDPE雙壁波紋管具有較好的低溫衝擊韌性、剛性好、環剛度高、抗蠕變能力優異，同時具有較低的成本，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】一種增強HDPE雙壁波紋管及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及塑料管材【技術領域】，具體涉及一種增強HDPE雙壁波紋管及其製備方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國國民經濟持續穩定的高速增長，為城鎮基礎設施建設提供了良好的宏觀 環境和廣闊空間。隨著我國對於環境保護的日益重視，從中央到地方各級政府出臺了一系 列節水、治汙保護環境的政策法規。供水、節水、排水及汙水治理將成為今後城市市政建設 的重點，這為大口徑塑料管的推廣應用提供了市場發展空間。由於結構壁管可以節省原料， 降低成本，因此結構壁管已經成為大口徑排水排汙管道的主流產品。我國用於排水和排汙 管道的U-PVC雙壁波紋管有剛度好，價格低等優點；但是也有低溫衝擊性能差的缺點，特別 在北方冬季施工時非常容易破損。而HDPE雙壁波紋管在低溫韌性上有明顯的優勢，但由於 PE材料特性，其剛性較水泥管差，管材的環剛度和抗蠕變能力較PVC波紋管差，在長期使用 過程中，容易受重力變形，影響產品使用壽命。
[0003] 現有技術中很少涉及同時具有低溫韌性、剛性、環剛度以及抗蠕變能力均較好的 增強HDPE雙壁波紋管材；因此，開發一種增強HDPE雙壁波紋管材，具有很大意義。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種增強HDPE雙壁波紋管及其制 備方法，該增強HDPE雙壁波紋管具有較好的低溫衝擊韌性、剛性好、環剛度高、抗蠕變能力 優異，同時具有較低的成本，具有廣闊的應用前景。
[0005] 本發明的目的是通過如下技術方案予以實現的： 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 40?60份； 鈦酸酯偶聯劑 1?3份； 三元乙丙橡膠 7?9份； 其中，所述木粉的目數為80?110目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70?90,乙烯丙 烯比為（55:45)?（65:35); 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線即採用兩級組合脈衝氣流進行乾燥，具體過程為：在 120?180°C烘乾1?3小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合， 加熱至60?70°C，在800?1100轉/分速度下攪拌分散5?7分鐘，然後加入三元乙丙 橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與高密度聚乙烯混合均勻，然後輸送至擠出 機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0006] 在本發明中，由於木粉乾燥具有產量大但乾燥溫度不能太高的特點，乾燥溫度過 高容易起火，採用傳統的乾燥設備很難滿足大生產的要求。因此本發明中的木粉乾燥採用 專用的乾燥生產線，即採用兩級組合脈衝氣流乾燥。在乾燥時，溼木粉通過加料器連續地進 入第一級脈衝氣流乾燥器下端的乾燥管中。在乾燥管內，木粉被高速熱空氣衝散並向上移 動，物料與氣流充分地接觸，水分被快速蒸發。木粉通過乾燥管後被旋風分離器收集，再進 入第二級脈衝氣流乾燥器，再次進行乾燥，有效地延長了物料的乾燥時間並取得了很好的 效果。
[0007] 發明人在實驗過程中發現，木粉的目數對管材的低溫韌性、剛性、環剛度以及抗蠕 變能力影響較大；木粉目數較小，表面粗糙度高，結構疏鬆，由於高密度聚乙烯為非極性，而 木粉為極性，兩者的相容性差，高密度聚乙烯熔體不易向木粉中滲透，木粉周圍容易形成空 洞缺陷；而當木粉目數過大時，木粉粒徑小，易團聚，這些缺陷形成應力集中，在較小的作用 下，容易斷裂，而80?110目的木粉，粒徑適中，與高密度聚乙烯相容性好，此時衝擊強度和 彎曲強度最好。
[0008] 進一步優選地，所述木粉的目數為100目。
[0009] 優選地，所述高密度聚乙烯為聚乙烯PN049。
[0010] 發明人發現當加入較高門尼值的三元乙丙橡膠時，可以顯著提高管材的拉伸強 度和撕裂強度，而且在熔融狀態下，能夠更好的和填料混合；另外，乙烯和丙烯的比例不 同，對管材性能也有一定影響，當乙烯比例過高時，管材的拉伸強度較高，但低溫特性較差， 而丙烯比例更高時，好處就是更好的加工性能，更好的低溫特性以及更好的壓縮形變等， 但拉伸強度較低。綜合考慮，本發明採用的三元乙丙橡膠的門尼值為70?90,乙烯丙烯 比為（55:45)?（65:35);進一步優選地，所述三元乙丙橡膠的門尼值為90門尼（ML1±4 125° )，乙烯丙烯比為60 :40。
[0011] 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明製備得到的HDPE雙壁波紋管 不僅在低溫韌性上有明顯的優勢，同時通過調節配方中EPDM的含量、其門尼值及選擇EPDM 中的乙烯丙烯比，以及木粉目數的選擇等製備得到的HDPE雙壁波紋管的剛性好、環剛度 高、抗蠕變能力強，在長期使用過程中，不會因重力變形，從而延長產品的使用壽命；同時生 產成本低，具有廣闊的應用前景。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合實施例對本發明做進一步的描述。這些實施例僅是對本發明的典型描 述，但本發明不限於此。下述實施例中所用的試驗方法如無特殊說明，均為常規方法，所使 用的原料，試劑等，如無特殊說明，均為可從常規市場等商業途徑得到的原料和試劑。
[0013] 實施例1 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯劑 1份； 三元乙丙橡膠 7份； 其中，所述木粉的目數為80目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70,乙烯丙烯比為57: 43 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在120°C烘乾3小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至60°C，在1100轉/分速度下攪拌分散7分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0014] 實施例2 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 50份； 鈦酸酯偶聯劑 2份； 三元乙丙橡膠 8份； 其中，所述木粉的目數為100目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為80,乙烯丙烯比為 60:40 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在180°C烘乾1小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至70°C，在800轉/分速度下攪拌分散5分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0015] 實施例3 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 60份； 鈦酸酯偶聯劑 3份； 二兀乙丙橡膠 9份； 其中，所述木粉的目數為110目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為90,乙烯丙烯比為 61:39 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在160°C烘乾2小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至65°C，在1000轉/分速度下攪拌分散6分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0016] 對照例1 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 20份； 鈦酸酯偶聯劑 1份； 三元乙丙橡膠 7份； 其中，所述木粉的目數為100目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70,乙烯丙烯比為57 : 43 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在120°C烘乾3小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至60°C，在1100轉/分速度下攪拌分散7分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0017] 對照例2 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯劑 1份； 三元乙丙橡膠 7份； 其中，所述木粉的目數為20目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70,乙烯丙烯比為57: 43 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在120°C烘乾3小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至60°C，在1100轉/分速度下攪拌分散7分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0018] 對照例3 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯劑 1份； 三元乙丙橡膠 7份； 其中，所述木粉的目數為300目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70,乙烯丙烯比為57 : 43 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在120°C烘乾3小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至60°C，在1100轉/分速度下攪拌分散7分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0019] 對照例4 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯劑 1份； 三元乙丙橡膠 7份； 其中，所述木粉的目數為100目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為25,乙烯丙烯比為 75:25 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在120°C烘乾3小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至60°C，在1100轉/分速度下攪拌分散7分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0020] 對照例5 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯劑 1份； 三元乙丙橡膠 7份； 其中，所述木粉的目數為100目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為130,乙烯丙烯比為 67:28 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用專用烘乾生產線在120°C烘乾3小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至 常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至60°C，在1100轉/分速度下攪拌分散7分鐘，然後加入 三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混合料與聚乙烯PN049混合均勻，然後輸 送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0021] 對照例6 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯劑 1份； 三元乙丙橡膠 7份； 其中，所述木粉的目數為100目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70,乙烯丙烯比為57 : 43 ； 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 所述木粉採用專用烘乾生產線在120°C烘乾1小時，使其水分低於300mg/kg，冷卻至常 溫後與鈦酸酯偶聯劑、三元乙丙橡膠與聚乙烯PN049攪拌均勻，然後輸送至擠出機，塑化擠 出、模具成型即得產品。
[0022] 實施例1?3及對照例1?6製備所得到的增強HDPE雙壁波紋管的性能如表1 所示：
【權利要求】
1. 一種增強HDPE雙壁波紋管，其特徵在於，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量 份的原料組成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 40?60份； 鈦酸酯偶聯劑 1?3份； 三元乙丙橡膠 7?9份； 其中，所述木粉的目數為80?110目；所述三元乙丙橡膠的門尼值為70?90,乙烯丙 烯比為（55:45)?（65:35); 所述HDPE雙壁波紋管的製備方法包括如下步驟： 將所述木粉採用兩級組合脈衝氣流乾燥，在120?180°C烘乾1?3小時，使其水分低 於300mg/kg，冷卻至常溫後與鈦酸酯偶聯劑混合，加熱至60?70°C，在800?1100轉/分 速度下攪拌分散5?7分鐘，然後加入三元乙丙橡膠，攪拌均勻後自動冷卻；然後將上述混 合料與高密度聚乙烯混合均勻，然後輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙 壁波紋管。
2. 根據權利要求1所述的增強HDPE雙壁波紋管，其特徵在於，所述木粉的目數為100 目。
3. 根據權利要求1所述的增強HDPE雙壁波紋管，其特徵在於，所述高密度聚乙烯為聚 乙烯PN049。
4. 根據權利要求1所述的增強HDPE雙壁波紋管，其特徵在於，所述三元乙丙橡膠的門 尼值為90,乙烯丙烯比為60 :40。
【文檔編號】C08K5/10GK104371167SQ201410615158
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】代營偉, 李錦松, 代衛東 申請人:河南聯塑實業有限公司