CN102504392A - 用于pe多孔一体管产品的复合改性材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于PE多孔一体管产品的复合改性材料及其制备方法，属高分子材料物理改性技术领域。其原料组成为62.5%的HDPE5000S、15%的EV和PE共混聚合物、20%的活化增强剂和2.5%的铝酸酯偶联剂，并通过特殊工艺制备而成。采用该复合改性材料生产出的PE多孔一体管产品具有拉伸强度、断裂伸长率、刚度和复原率指标高、尺寸变化率和收缩率小的特点。该复合改性材料能满足在冷挤压成型的工艺条件下，生产出的PE多孔一体管产品能保证韧性和刚度同时达标的双重要求。彻底解决了现有的PE多孔一体管材由于材料的配方不合理，在采用异型冷挤压成型工艺时导致材料塑化不充分，不能保证产品的刚度和韧性同时达标的问题。

Description

用于PE多孔一体管产品的复合改性材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于PE多孔一体管产品的复合改性材料及其制备方法，属高分子材料物理改性技术领域。

背景技术

通信光电缆的护套产品大部分都采用PE多孔一体管，由于该产品为异型多孔组合结构，强度高、韧性好、安装方便，解决了光缆电缆的分装隔离，施工时不会出现打绞现象影响光电缆的传输性能，被广泛用作电线电缆保护层的外护套管。为了被保护的光缆电缆不受地质材料变化或外界浸蚀，不出现拉伸、收缩及外界压力，就必须保证外护套管要具有良好的物理机械性能、优越的耐环境性能和低温回弹性能，且抗压、抗冲击性强，耐老化，寒热带地区均可使用。因此新的通信行业标准也提出了外护套管产品主要的技术指标，如拉伸强度、断裂伸长率、刚度、复原率等指标。但现有的PE多孔一体管由于采用异型冷挤压成型工艺制成，会出现材料塑化不充分的现象，因此不可能保证产品的刚度和韧性同时达标。

造成上述问题的原因在于，如果完全采用PE生产，其拉伸强度和断裂伸长率指标合格，但是管材刚度又不达标或不稳定；如果采用PE加填充料生产，产品断裂伸长率指标又不合格，各孔的物理指标均匀程度也不能同时满足。刚度和韧性指标同时达标的要求较为特殊，拉伸强度和断裂伸长率与管材刚度几乎是存反比状态，因此要保证拉伸强度和断裂伸长率指标同时达标，就必须要保证配方生产的产品具有韧性，柔软性，而同时产品又要满足刚度达标，需具有硬度，刚度。但是硬度和刚度的增强不可避免地降低产品的拉伸强度与断裂伸长率指标等性能；既要满足特殊成型工艺要求，又要保证产品综合性能达标已成为诸多生产厂家的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在能提高PE多孔一体管材的拉伸强度、断裂伸长率性能的同时，又能使管材刚度、复原率和纵向回缩率等综合指标符合要求；以克服现有的PE多孔一体管材由于材料的配方不合理，在采用异型冷挤压成型工艺时导致材料塑化不充分，不能保证产品的刚度和韧性同时达标缺陷的用于PE多孔一体管产品的复合改性材料及其制备方法。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种用于PE多孔一体管产品的复合改性材料，其特征在于：它由下述重量百分比的原料组成：

HDPE5000S              62.5% 

EV和PE共混聚合物      15%   

活化增强剂              20%   

铝酸酯偶联剂            2.5%。  

所述的EV和PE共混聚合物的重量百分比为25%︰75%。

所述的活化增强剂是由6250目超微细重质碳酸钙、偶联剂和硬脂酸制成的混合物，各组份之间的重量百分比为97.5%︰1.5%︰1.0%。

一种用于PE多孔一体管产品的复合改性材料的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

第一步：增强剂高温活化：将6250目超微细重质碳酸钙、偶联剂和硬脂酸按97.5%︰1.5%︰1.0%的重量百分比，投入高速混合机中，在高速热捏合中搅拌；搅拌速度1000～1200 r/min，使有机物充分包覆无机碳酸钙，当高速热捏合的温度达到160℃时排入冷捏合，搅拌冷却至50℃以下后，包装装袋。

第二步：制备EV和PE共混聚合物：将EV和PE材料按25%︰75%的重量百分比，放入密炼机中改性后出料拉片切粒；密炼机的温度为180℃，密炼压力为20MPa，密炼时间为5分钟。

第三步：在20℃常温及常压下，将HDPE5000S、EV和PE共混聚合物、活化增强剂和铝酸酯偶联剂按62.5%︰15%︰20%：2.5%的重量百分比称重后，放入搅拌机中混合均匀。

第四步：将第三步所得的共混料在同向双螺杆改性挤出机内塑化改性，水环切粒，形成大小均一的本发明的复合改性塑料颗粒料产品；改性挤出机的机筒温度为200～210℃，模体温度为220～230℃，挤出速度为550～580r/min，熔压为3.2～3.5MPa，冷却水温为0～5℃，切粒速度为1000～1200 r/min。

本发明所述的上述原料中，HDPE5000S具有熔点低，流动性好，加工性能好，与其他材料相溶性能好的特点；EV和PE共混聚合物具有提高抗冲击强度、韧性和抗寒性等特点；活化增强剂具有耐候性好，硬度高，尺寸稳定性好，价格低廉等特点；铝酸酯偶联剂具有增强大分子间亲合力，起到连接桥梁作用，同时还具有较高的协同稳定性和润滑性，熔融温度低，分散性好的特点。

本发明与现有技术相比的有益效果在于： 

采用该用于PE多孔一体管产品的复合改性材料生产出的PE多孔一体管产品具有光洁度好、析出物质少的特点；且拉伸强度、断裂伸长率、刚度和复原率指标高，同时具有尺寸变化率和收缩率小、制造成本低廉等特点。另外，该用于PE多孔一体管产品的复合改性材料及其制备方法的最大优点还在于，采用该配方及改性工艺生产的复合改性材料，能满足在现有冷挤压成型的工艺条件下，生产出的PE多孔一体管产品能达到韧性和刚度同时达标的双重要求。

具体实施方式：

下面举一个具体的实施例，以使用160㎏复合改性材料为例。

按上述的重量百分比准备各原材料：

称取100㎏牌号为5000S的HDPE；称取6㎏EV和18㎏PE制作EV和PE共混聚合物；称取6250目超微细重质碳酸钙31.2㎏、偶联剂0.48㎏和硬脂酸0.32㎏制作活化增强剂；称取4㎏铝酸酯偶联剂。

上述原材料准备好后，按下述的制备方法进行制作：

第一步：将31.2㎏的6250目超微细重质碳酸钙、0.48㎏的偶联剂和0.32㎏的硬脂酸投入到高速混合机中，在高速热捏合中搅拌，搅拌速度1100 r/min，使有机物充分包覆无机碳酸钙，当高速热捏合的温度达到160℃时排入冷捏合，冷却搅拌至50℃以下，制成活化增强剂备用。

第二步：将6㎏EV和18㎏PE材料放入密炼机中改性，密炼机的温度为180℃，密炼压力为20MPa，密炼5分钟后出料拉片切粒，制成EV和PE共混聚合物备用。

第三步：将上述准备好的HDPE5000S、EV和PE共混聚合物、活化增强剂和铝酸酯偶联剂放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合在20℃常温及常压下进行。

第四步：将第三步所得的共混料在同向双螺杆改性挤出机内塑化改性，水环切粒，形成大小均一的本发明的复合改性塑料颗粒料产品。同向双螺杆改性挤出机的机筒温度为206℃，模体温度为228℃，挤出速度为560r/min，熔压为3.4MPa，冷却水温为2℃，切粒速度为1100 r/min。

将第四步制成的复合改性塑料颗粒料产品在PE梅花管挤出机上成型挤出，即形成PE多孔一体管产品。PE梅花管挤出成型机的参数要求为：机筒温度为160～170℃，模体温度为180～190℃，挤出速度为50～60r/min，熔压为30～40Mpa。

采用本发明的用于PE多孔一体管产品的复合改性材料制成的PE多孔一体管产品，其技术指标如下表1所示：

 表1 

序号	性能指标	单位	实测数据
				1	拉伸强度	MPa	20.6-21.8
2	断裂伸长率	%	750-800
				3	刚度	kPa	2500-2600
4	复原率	%	92-94
				5	纵向回缩率	%	0.6-0.8

从表1中可以看出，采用本发明的配方和制作方法制出的复合改性材料，采用同样的异型冷挤压成型工艺制作出的PE多孔一体管产品，与现有的PE多孔一体管产品相比，无论是拉伸强度、断裂伸长率，还是刚度、复原率和纵向回缩率都得到了提高，保证了PE多孔一体管产品在拉伸强度、断裂伸长率性能达标的同时，又能使管材刚度、复原率和纵向回缩率等综合指标符合要求。彻底解决了现有的PE多孔一体管材由于材料的配方不合理，在采用异型冷挤压成型工艺时导致材料塑化不充分，不能保证产品的刚度和韧性同时达标的问题。

Claims (2)

1.一种用于PE多孔一体管产品的复合改性材料，其特征在于：它由下述重量百分比的原料组成：

HDPE5000S                 62.5% 

EV和PE共混聚合物         15%   

活化增强剂                 20%   

铝酸酯偶联剂               2.5%；

所述的EV和PE共混聚合物的重量百分比为25%︰75%；

所述的活化增强剂是由6250目超微细重质碳酸钙、偶联剂和硬脂酸制成的混合物，各组份之间的重量百分比为97.5%︰1.5%︰1.0%。

2.一种用于权利要求1所述的用于PE多孔一体管产品的复合改性材料的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

第一步：增强剂高温活化：将6250目超微细重质碳酸钙、偶联剂和硬脂酸按97.5%︰1.5%︰1.0%的重量百分比，投入高速混合机中，在高速热捏合中搅拌；搅拌速度1000～1200 r/min，使有机物充分包覆无机碳酸钙，当高速热捏合的温度达到160℃时排入冷捏合，搅拌冷却至50℃以下后，包装装袋；

第二步：制备EV和PE共混聚合物：将EV和PE材料按25%︰75%的重量百分比，放入密炼机中改性后出料拉片切粒；密炼机的温度为180℃，密炼压力为20MPa，密炼时间为5分钟；

第三步：在20℃常温及常压下，将HDPE5000S、EV和PE共混聚合物、活化增强剂和铝酸酯偶联剂按62.5%︰15%︰20%：2.5%的重量百分比称重后，放入搅拌机中混合均匀；

第四步：将第三步所得的共混料在同向双螺杆改性挤出机内塑化改性，水环切粒，形成大小均一的本发明的复合改性塑料颗粒料产品；改性挤出机的机筒温度为200～210℃，模体温度为220～230℃，挤出速度为550～580r/min，熔压为3.2～3.5MPa，冷却水温为0～5℃，切粒速度为1000～1200 r/min。