一種高分散性HDPE給水管材成型方法與流程
2023-10-04 22:24:29 3
本發明涉及建材技術領域，具體涉及一種高分散性hdpe給水管材成型方法。
背景技術：
黑色母粒主要應用於化纖產品(地毯、滌綸、無紡布等)，吹膜製品(包裝袋、流延膜、多層複合膜等)，吹塑製品(醫藥和化妝品容器、油漆容器等)，擠塑製品(片材、管材、電纜、電線等)，注塑製品(汽車配件、電器、建材、日用品、玩具、體育用品等)。其具有使用方便，對成型環境無汙染，著色均勻、穩定，提高塑料製件質量、易於計量、可應用自動化程度高的成型生產系統，可將著色、抗老化劑、抗靜電劑等集於一方製成多功能母粒，方便使用等優點。
常規hdpe給水管材在生產過程中，一般採用hdpe樹脂和黑色母粒共混擠出生產，但由於碳黑表面的非極性以及親水性，在加工儲存過程中容易團聚及吸潮，導致在hdpe聚合物中難以均勻分散，明顯影響管材的強度、氧化誘導時間和靜液壓強度等性能。
專利cn201010213189.4和cn200810241325.3中提到採用abs/pmma合金並添加黑色色粉的方式取得高光澤效果，但由於炭黑本身很強的消光作用使得光澤度明顯下降，仍然無法滿足這些黑色家電的使用要求。若進一步提高光澤度，只能採用拋光模具的解決方案，但如此一來，模具的初期加工及後期維護費用又是一筆不小的開支。因此，通常取得亮麗黑光澤面的方法，一是對製件表面進行噴塗高光漆來進行後處理，而噴塗高光漆不僅會使成本上升30％、增加工序，還會出現10％左右的不合格品，且這些不合格品並不能回收再利用；二是採用幾種有機染料的復配來達到的高光澤效果，但這種方法不僅由於成本高，而且在耐劃傷性上同炭黑一樣不能滿足要求，因此很少用於黑色家電的應用上。
但現有的技術中，製備黑色母粒存在濃度低、色粉染色有汙染，炭黑色素在樹脂中分散性差的缺點。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提出一種高分散性hdpe給水管材成型方法。
為實現本發明目的，採用的技術方案是：一種高分散性hdpe給水管材成型方法，所述高分散性hdpe給水管材成型方法如下：
1).按高分散性黑色母粒的配比比例稱量處理後的納米碳黑、hdpe樹脂、潤滑劑、抗氧劑和光穩定劑進行均勻混合，混合後通過密煉機密煉成均勻熔體，將成型後的均勻熔體通過單螺杆擠出機擠出造粒，採用水冷拉條切粒或水環熱切等方式切粒，製得高高分散性黑色母粒；
2).按hdpe給水管材的配比比例稱量製得的黑色母粒和hdpe樹脂，通過單螺杆擠出機擠出管材型胚、通過定徑套、冷卻水箱、牽引機、切割機和翻板架設備製得成型管材，管材擠出口模處加裝聚四氟乙烯型胚環，以提高管材表面光澤度及光亮度。
優選的，所述處理後的高分散性納米碳黑的製備方法如下：
1).按比例稱量納米碳黑、表面增效劑、聚烯烴類超分散劑和接枝共聚物類超分散劑，通過高速風送的方式將納米碳黑均勻送至高速攪拌機內；
2).在恆溫攪拌狀態下將表面增效劑、聚烯烴類超分散劑和接枝共聚物類超分散劑以霧化的方式加入，繼續恆溫恆速反應0.5～1h；
3).充分浸潤納米碳黑粉體，最後進行過濾、洗滌、乾燥和粉碎，製得處理後的高分散性納米碳黑。
優選的，所述高分散性hdpe給水管材成型方法中步驟1中的密煉溫度設置為125℃～145℃，密煉時間設置為6～12min。
優選的，所述高分散性hdpe給水管材成型方法中步驟1中的擠出造粒溫度設置為165℃～180℃。
優選的，所述高分散性hdpe給水管材成型方法中步驟2中的單螺杆擠出溫度設置為180～195℃，模具溫度設置為190～210℃。
優選的，所述hdpe給水管材包括hdpe樹脂90％～95％和高分散性黑色母粒5％～10％，所述高分散性黑色母粒包括hdpe樹脂30％～50％、納米碳黑30％～50％、潤滑劑2％～5％、加工助劑3％～8％、抗氧劑1％～3％、光穩定劑2％～4％，聚烯烴類超分散劑5％～10％、接枝共聚物類超分散劑2％～6％和表面增效劑1％～3％。
優選的，所述hdpe給水管材包括hdpe樹脂90％～95％和高分散性黑色母粒5％～10％，所述高分散性黑色母粒包括hdpe樹脂30％～50％、納米碳黑38％～41％、潤滑劑2％～5％、加工助劑3％～8％、抗氧劑1％～3％、光穩定劑2％～4％，聚烯烴類超分散劑5％～10％、接枝共聚物類超分散劑2％～6％和表面增效劑1％～3％。
優選的，所述hdpe樹脂在額定溫度為190℃和額定負荷為5kg時的熔融指數為0.25～0.4g/10min。
本發明的有益效果為：本發明高分散性hdpe給水管材成型方法的高分散性黑色母粒中合理的原材料選擇，合理的原材料配比，所製得的高分散性黑色母粒中納米碳黑具備比表面積大，著色能力強，光穩定性好，增強效果明顯的優點，利用本發明高分散性黑色母粒所製得的hdpe給排水管材在強度、抗氧化程度和靜液壓強度方面有著顯著的提升。
附圖說明
圖1是本發明高分散性黑色母粒的原材料配比表。
圖2是本發明高分散性hdpe給水管材成型方法工藝流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1所示，本發明採用的技術方案為：一種高分散性hdpe給水管材成型方法，所述高分散性hdpe給水管材配比方法如下：
實施例1
高分散性hdpe給水管材原料配比：hdpe樹脂90％和高分散性黑色母粒10％；高分散性黑色母粒原料配比為hdpe樹脂40％、納米碳黑38％、潤滑劑2％、加工助劑3％、抗氧劑1％、光穩定劑2％、聚烯烴類超分散劑6％、接枝共聚物類超分散劑6％和表面增效劑2％。
其中，聚烯烴類超分散劑為端基聚異丁烯類分散劑；接枝共聚物類超分散劑為水溶性高分子分散劑；潤滑劑為聚烯烴低聚物；加工助劑為矽烷交聯聚乙烯共聚物；抗氧劑為受阻酚類抗氧劑；光穩定劑為苯並三唑類紫外線吸收劑。
實施例2
高分散性hdpe給水管材原料配比：hdpe樹脂95％和高分散性黑色母粒5％；高分散性黑色母粒原料配比為hdpe樹脂40％、納米碳黑40％、潤滑劑2％、加工助劑3％、抗氧劑2％、光穩定劑3％、聚烯烴類超分散劑5％、接枝共聚物類超分散劑2％和表面增效劑3％。
其中，聚烯烴類超分散劑為甲基丙烯酸甲酯類分散劑；接枝共聚物類超分散劑為乳液分散劑；潤滑劑為矽烷偶聯劑；加工助劑為聚乙烯接枝共聚物；抗氧劑為受阻胺類抗氧劑；光穩定劑為苯並三唑類紫外線吸收劑。
實施例3
高分散性hdpe給水管材原料配比：hdpe樹脂94％和高分散性黑色母粒6％；高分散性黑色母粒原料配比為hdpe樹脂41％、納米碳黑39％、潤滑劑2％、加工助劑3％、抗氧劑1％、光穩定劑4％、聚烯烴類超分散劑5％、接枝共聚物類超分散劑3％和表面增效劑2％。
其中，聚烯烴類超分散劑為甲基丙烯酸甲酯類分散劑；接枝共聚物類超分散劑為水溶性高分子分散劑；潤滑劑為鈦酸酯偶聯劑；加工助劑為甲基丙烯酸酯類；抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑；光穩定劑為苯並三唑類紫外線吸收劑。
實施例4
高分散性hdpe給水管材原料配比：hdpe樹脂92％和高分散性黑色母粒8％；高分散性黑色母粒原料配比為hdpe樹脂40％、納米碳黑41％、潤滑劑2％、加工助劑3％、抗氧劑3％、光穩定劑2％、聚烯烴類超分散劑5％、接枝共聚物類超分散劑2％和表面增效劑2％。
其中，聚烯烴類超分散劑為端基聚異丁烯類分散劑；接枝共聚物類超分散劑為乳液分散劑；潤滑劑為鋁酸酯偶聯劑；加工助劑為馬來酸酐及其接枝物類；抗氧劑為受阻酚類抗氧劑；光穩定劑為苯並三唑類紫外線吸收劑。
請參閱圖2所示，本發明採用的技術方案為：一種高分散性hdpe給水管材成型方法，所述hdpe給水管材成型方法如下：
1).按高分散性黑色母粒的配比比例稱量處理後的納米碳黑、hdpe樹脂、潤滑劑、抗氧劑和光穩定劑進行均勻混合，混合後通過密煉機密煉成均勻熔體，將成型後的均勻熔體通過單螺杆擠出機擠出造粒，採用水冷拉條切粒或水環熱切等方式切粒，製得高分散性黑色母粒；
2).按hdpe給水管材的配比比例稱量製得的黑色母粒和hdpe樹脂，通過單螺杆擠出機擠出管材型胚、通過定徑套、冷卻水箱、牽引機、切割機和翻板架設備製得成型管材，管材擠出口模處加裝聚四氟乙烯型胚環，以提高管材表面光澤度及光亮度。
進一步地，所述處理後的高分散性納米碳黑的製備方法如下：
1).按比例稱量納米碳黑、表面增效劑、聚烯烴類超分散劑和接枝共聚物類超分散劑，通過高速風送的方式將納米碳黑均勻送至高速攪拌機內；
2).在恆溫攪拌狀態下將表面增效劑、聚烯烴類超分散劑和接枝共聚物類超分散劑以霧化的方式加入，繼續恆溫恆速反應0.5～1h；
3).充分浸潤納米碳黑粉體，最後進行過濾、洗滌、乾燥和粉碎，製得處理後的高分散性納米碳黑。
進一步地，所述hdpe樹脂在額定溫度為190℃和額定負荷為5kg時的熔融指數為0.25～0.4g/10min。
進一步地，所述高分散性hdpe給水管材成型方法中步驟1中的密煉溫度設置為125℃～145℃，密煉時間設置為6～12min。
進一步地，所述高分散性hdpe給水管材成型方法中步驟1中的擠出造粒溫度設置為165℃～180℃。
進一步地，所述高分散性hdpe給水管材成型方法中步驟2中的單螺杆擠出溫度設置為180～195℃，模具溫度設置為190～210℃。
在本發明中，本發明高分散性hdpe給水管材成型方法的高光黑色母粒中合理的原材料選擇，合理的原材料配比，所製得的高分散性黑色母粒中納米碳黑具備比表面積大，著色能力強，光穩定性好，增強效果明顯的優點，利用本發明高分散性黑色母粒所製得的hdpe給排水管材在強度、抗氧化程度和靜液壓強度方面有著顯著的提升。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。