CN102107511B - 一种耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法 - Google Patents

一种耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法 Download PDF

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本发明涉及一种耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法，有效解决目前管材成型加工困难，寿命短，抗冲击性弱，易损坏，抗菌性能差的问题，其方法是，将聚烯烃PE外层与聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出至少有聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的两层或多层共挤、相邻层紧密结合的复合管材，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层在挤出机的机筒区和模头区分段加热，结合后的复合管材在真空下定型后，再置于水箱中进行冷却，产品打印，牵引，定尺切割，本发明无毒副作用，耐温、抗菌、适应环境性强、性价比好、加工简单、使用方便安全可靠、强度高、韧性好、抗冲击性强、不易老化、断裂、渗透、综合成本低。

Description

一种耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法
一、技术领域
本发明涉及管材，特别是一种耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法。
二、背景技术
塑料管道是供水输送必不可少的管材之一，其生产原料主要采用聚烯烃类树脂(PE、PP、PERT、PB等)、聚氯乙烯树脂(PVC)等聚合物树脂，但是随着社会的发展、科技的进步，人们对环保意识的增强，对饮用水管道的要求也越来越高，越来越严，饮用水管道在目前的使用中，所面临的问题是：1、大口径的PERT给水管材成型加工困难；2、由于大自然本身的活动周期及人类对大自然的不合理开发利用，化境污染比较严重，自然灾害频发，据国家塑料管道协会不完全的统计显示，自然灾害中排水管道系统中损坏最多的就是PVC-U管材管件；3、来源丰富、产量较大、性能稳定的聚烯烃PE树脂在市场上仍占有重要地位，但由于PE树脂自身性能和环境要求的原因，在加工成型成管材前都通过改性造粒增强其抗氧化和老化能力，如何研制出一种高强度、高韧性、环保卫生、耐温、抗震、抗菌的管材已成众所期待的问题。
三、发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法，可有效解决目前管材成型加工困难，寿命短，抗冲击性弱，易损坏，抗菌性能差的问题。
本发明解决的技术方案是，将聚烯烃PE外层(又称：外层PE料，以下同)与聚烯烃PERT内层(又称：内层杀菌料，以下同)分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出至少有聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的两层或多层共挤、相邻层紧密结合的复合管材，由于PERT管材加工成型为单一成大口径管材难度大，但由于其属于聚乙烯衍生物且性能和结构基本与聚烯烃PE管材一致，这就决定了聚烯烃PE管材和聚烯烃PERT管材在成型过程中二者可以很好粘结粘附在一起，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为173±5℃，第2段为178±5℃，第3段为183±5℃，第4段为185±5℃，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为193±10℃，第2段为187±5℃，第3段为185±5℃，第4段为195±5℃，第5段为200±10℃，第6段为205±10℃，第7段为210±10℃，挤出机转速为45-125rad/min，牵引速度为320-800cm/min；聚烯烃PE外层与聚烯烃PERT内层的厚度比为4∶1，聚烯烃PE外层的密度为0.935-0.956g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.930-0.946g/cm3，结合后的复合管材在0.012-0.04MPa的真空及水温20-25℃下定型后，再置于18-23℃的水箱中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割，即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：改性后的PE树脂90-100份、着色剂1-4份、抗氧剂0.5-3份和光稳定剂2-5份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：耐热增强型聚乙烯(PERT)90-100份、光亮剂1-4份、抗菌材料3-8份混合均匀挤压制成；所说的复合管材为2层以上的多层时，除内层外，只将外层向上交替复合粘结在一起挤压制成，如图2、图3、图4所示，图2中：1为聚烯烃PE外层，2为聚烯烃PERT内层；图3中：1a、1b均为聚烯烃PE外层，2为聚烯烃PERT内层；图3中：1a、1b、1c均为聚烯烃PE外层，2为聚烯烃PERT内层，外层至少有相同材料的一层以上组成；所说的改性后的PE树脂为改性后具有抗紫外线、高强度、韧性好的树脂，如韩国大韩油化HDPE-P600、韩国SK的HDPE 6100、齐鲁石化的2480等任何一种；所说的着色剂为色母料，如卡博特牌的黑色色母料；所说的光稳定剂为受阻胺光稳定剂622、受阻胺光稳定剂292、受阻胺光稳定剂HS-508等任何一种；所说的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT等任何一种；所说的耐热增强型聚乙烯(PERT)为韩国SK的PERTDX800、韩国LG的SP980、美国DOWLEX2388、美国DOWLEX2344中的任何一种；所说的光亮剂为苏州康斯坦普工程塑料有限公司的PA0835HD-D；所说的抗菌材料为海宁市海泰精细化工有限公司的SHT纳米银抗菌塑料母粒。
本发明无毒副作用，耐温、抗菌、适应环境性强、性价比好、加工简单、使用方便安全可靠、强度高、韧性好、抗冲击性强、不易老化、断裂、渗透、综合成本低、市场竞争力强，是管材上的创新。
四、附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明2层管材的结构图。
图3为本发明3层管材的结构图。
图4为本发明4层管材的结构图。
五、具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1给出，具体实施如下：
实施例1：
本发明在具体实施时，将聚烯烃PE外层、聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出由聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的两层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为168℃，第2段为173℃，第3段为178℃，第4段为180℃，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为188℃，第2段为182℃，第3段为180℃，第4段为190℃，第5段为195℃，第6段为200℃，第7段为205℃，挤出机转速为45rad/min，牵引速度为400cm/min；聚烯烃PE外层与聚烯烃PERT内层的厚度比为4∶1，聚烯烃PE外层的密度为0.936g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.930g/cm3，结合后的复合管材在0.02Mpa的真空及水温20℃下定型后，再置于18℃的水中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割，即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：韩国大韩油化HDPE-P600 95份、卡博特牌的黑色色母料2份、抗氧剂BHT 1.0份和受阻胺光稳定剂HS-508 2份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：韩国SK的PERTDX800 95份、康斯坦普的PA0835HD-D光亮剂2份、SHT纳米银抗菌塑料母粒4份混合均匀挤压制成。
实施例2：
本发明还可是将聚烯烃PE外层、聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出由聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的2层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为173℃，第2段为178℃，第3段为183℃，第4段为185℃，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为193℃，第2段为187℃，第3段为185℃，第4段为195℃，第5段为200℃，第6段为205℃，第7段为210℃，挤出机转速为60rad/min，牵引速度为500cm/min；聚烯烃PE外层及聚烯烃PERT内层的厚度比为4∶1，聚烯烃PE外层的密度为0.942g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.936g/cm3，结合后的复合管材在0.02Mpa的真空及水温22℃下定型后，再置于19℃的水中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割，即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：韩国SK的HDPE 6100 98份、卡博特牌的黑色色母料2份、抗氧剂1010 1.5份和受阻胺光稳定剂622 3份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：韩国LG的SP980 98份、康斯坦普的PA0835HD-D光亮剂2份、SHT纳米银抗菌塑料母粒5份混合均匀挤压制成。
实施例3：
本发明还可是将聚烯烃PE外层、聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出由聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的2层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为178℃，第2段为183℃，第3段为188℃，第4段为190℃，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为198℃，第2段为192℃，第3段为190℃，第4段为200℃，第5段为205℃，第6段为210℃，第7段为215℃，挤出机转速为100rad/min，牵引速度为700cm/min；聚烯烃PE外层及聚烯烃PERT内层的厚度比为4∶1，聚烯烃PE外层的密度为0.946g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.942g/cm3，结合后的复合管材在0.02Mpa的真空及水温23℃下定型后，再置于20℃的水中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：韩国大韩油化HDPE-P600 100份、卡博特牌的黑色色母料2份、抗氧剂BHT 2.0份和受阻胺光稳定剂292 4份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：美国DOWLEX2388 100份、康斯坦普的PA0835HD-D光亮剂2份、SHT纳米银抗菌塑料母粒6份混合均匀挤压制成。
要指出的是，本发明和现有给出管材相比，其创新在于管材配料上的改进，节省原料，操作简单，无毒、耐温，适应环境性强、强度高，韧性好、抗冲击性强。
本发明有关工艺参数由下表给出：
聚烯烃PE层和PERT层：
Figure BDA0000039598540000051
本发明的耐温、抗震、抗菌复合聚乙烯(PE)给水管材是由多层共挤的方法加工而成，相邻层紧密结合，其特征为多层管为实壁管，由里向外分别为：无毒、耐温、抗菌、韧性都较好的聚烯烃PERT内层和化学稳定性良好、无毒、无味、无臭、高的刚性和韧性且管壁光滑的聚烯烃PE外层，聚烯烃PE/聚烯烃PERT这些聚合物层复合在一起可以充分发挥各种材料的优异性能且弥补其缺点，提高产品质量，本发明有效解决了普通供饮用水管道的有毒性、寿命短等问题，并且价格低廉性能优异，具有良好的挤出加工性能，降低了成本，避免了二次污染，可以广泛应用于农村水网改造、市政工程供水，且加工简单、无毒、耐温、适应环境性强、强度高，韧性好、抗冲击性强，经济和社会效益显著。

Claims (4)

1.   一种耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法，其特征在于，将聚烯烃PE外层与聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出至少有聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的两层共挤、相邻层紧密结合的复合管材，由于PERT管材加工成型为单一成大口径管材难度大，但由于其属于聚乙烯衍生物且性能和结构基本与聚烯烃PE管材一致，这就决定了聚烯烃PE管材和聚烯烃PERT管材在成型过程中二者可以很好粘结粘附在一起，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为173±5oC，第2段为178±5oC，第3段为183±5oC，第4段为185±5oC，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为193±10oC，第2段为187±5oC，第3段为185±5oC，第4段为195±5oC，第5段为200±10oC，第6段为205±10oC，第7段为210±10oC，挤出机转速为45-125rad/min，牵引速度为320-800 cm/min；聚烯烃PE外层与聚烯烃PERT内层的厚度比为4：1，聚烯烃PE外层的密度为0.935-0.956 g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.930-0.946 g/cm3，结合后的复合管材在0.012-0.04MPa的真空及水温20-25 oC下定型后，再置于18-23℃的水箱中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割，即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：改性后的PE 树脂90-100份、着色剂1-4份、抗氧剂0.5-3份和光稳定剂2-5份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：耐热增强型聚乙烯90-100份、光亮剂1-4份、抗菌材料3-8份混合均匀挤压制成；所说的改性后的PE 树脂为韩国大韩油化HDPE-P600、韩国SK的HDPE 6100、齐鲁石化的2480其中的任何一种；所说的着色剂为色母料，即卡博特牌的黑色色母料；所说的光稳定剂为受阻胺光稳定剂622、受阻胺光稳定剂292、受阻胺光稳定剂HS-508的一种；所说的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT的一种；所说的耐热增强型聚乙烯为韩国SK的PERTDX800、韩国LG的SP980、美国DOWLEX2388、 美国DOWLEX2344的一种；所说的光亮剂为苏州康斯坦普工程塑料有限公司的PA0835HD-D；所说的抗菌材料为海宁市海泰精细化工有限公司的SHT纳米银抗菌塑料母粒。
2.根据权利要求1所述的耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法，其特征在于，将聚烯烃PE外层、聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出由聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的两层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为168 oC，第2段为173 oC，第3段为178oC，第4段为180 oC，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为188 oC，第2段为182oC，第3段为180oC，第4段为190 oC，第5段为195oC，第6段为200oC，第7段为205oC，挤出机转速为45rad/min，牵引速度为400 cm/min；聚烯烃PE外层与聚烯烃PERT内层的厚度比为4：1，聚烯烃PE外层的密度为0.936g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.930g/cm3，结合后的复合管材在0.02Mpa的真空及水温20oC下定型后，再置于18℃的水中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割，即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：韩国大韩油化HDPE-P600  95份、卡博特牌的黑色色母料2份、抗氧剂BHT  1.0份和受阻胺光稳定剂HS-508 2份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：韩国SK的PERTDX800  95份、康斯坦普的PA0835HD-D光亮剂2份、SHT纳米银抗菌塑料母粒4份混合均匀挤压制成。
3.根据权利要求1所述的耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法，其特征在于，将聚烯烃PE外层、聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出由聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的2层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为173 oC，第2段为178 oC，第3段为183oC，第4段为185 oC，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为193 oC，第2段为187oC，第3段为185oC，第4段为195 oC，第5段为200oC，第6段为205oC，第7段为210oC，挤出机转速为60rad/min，牵引速度为500 cm/min；聚烯烃PE外层及聚烯烃PERT内层的厚度比为4：1，聚烯烃PE外层的密度为0.942g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.936g/cm3，结合后的复合管材在0.02Mpa的真空及水温22oC下定型后，再置于19℃的水中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割，即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：韩国SK的HDPE 6100 98份、卡博特牌的黑色色母料2份、抗氧剂1010 1.5份和受阻胺光稳定剂622  3份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：韩国LG的SP980 98份、康斯坦普的PA0835HD-D 光亮剂2份、SHT纳米银抗菌塑料母粒5份混合均匀挤压制成。
4.根据权利要求1所述的耐温、抗震和抗菌的复合聚乙烯给水管材的生产方法，其特征在于，将聚烯烃PE外层、聚烯烃PERT内层分别由挤出机挤出加热后，再由同一挤出口模挤出由聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的2层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，其中，聚烯烃PE外层和聚烯烃PERT内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为：第1段为178 oC，第2段为183 oC，第3段为188oC，第4段为190 oC，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为：第1段为198 oC，第2段为192oC，第3段为190oC，第4段为200 oC，第5段为205oC，第6段为210oC，第7段为215oC，挤出机转速为100rad/min，牵引速度为700 cm/min；聚烯烃PE外层及聚烯烃PERT内层的厚度比为4：1，聚烯烃PE外层的密度为0.946g/cm3，聚烯烃PERT内层的密度为0.942g/cm3，结合后的复合管材在0.02Mpa的真空及水温23oC下定型后，再置于20℃的水中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割即成本发明管材，所说的聚烯烃PE外层由以重量计的：韩国大韩油化HDPE-P600  100份、卡博特牌的黑色色母料2份、抗氧剂BHT 2.0份和受阻胺光稳定剂292  4份混合均匀挤压制成；所说的聚烯烃PERT内层由以重量计的：美国DOWLEX2388 100份、康斯坦普的PA0835HD-D 光亮剂2份、SHT纳米银抗菌塑料母粒6份混合均匀挤压制成。
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