CN102796314B - 埋地聚乙烯排水管道专用母料 - Google Patents

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Abstract

一种埋地聚乙烯排水管道专用母料，是将类球状无机粉体与针片状无机粉体按照一定比例混合成复合无机粉体，预热后加入偶联剂混合均匀，再加入润滑剂、增塑剂、活性单体、引发剂、抗氧剂和聚乙烯载体，高混出料，经双螺杆共混挤出切粒制备而成。本发明制得的填充母料用于中小口径管材，可以使管材的每米重量降低5～7％。在大口径管材使用上，其添加量可达40～50％，与同等规格其他类球状无机粉体母料填充的管道相比，模量可提升约30％；与同等规格其他针片状无机粉体母料填充的管道相比，冲击性能有大幅度提高。

Description

埋地聚乙烯排水管道专用母料
技术领域
本发明涉及化工产品，尤其涉及一种埋地聚乙烯排水管道专用母料。
背景技术
在现代社会中，管道输送是保障社会正常生产、生活，促进经济繁荣的基础设施。随着我国国民经济持续快速的发展，市政排水管网建设也得到了政府部门的高度重视。传统的排水管材由于其本身固有的一些特点，已经难以适应城市快速发展的需要。于是产生了一些新型的塑料管道，如高密度聚乙烯(HDPE)缠绕管、HDPE双壁波纹管等，无论是性能还是施工难易程度都优于传统的铸铁管、钢管、水泥管。因此，塑料管道在逐步取代传统的管道，并得到了高速的发展。
现在，随着世界范围内能源消耗严重，节约能源已成为当今世界的一种重要社会意识。作为生产埋地塑料排水管用的HDPE，就是通过裂解石油的产品来合成出来的。为了节约能源，同时降低成本提高竞争力，许多管材中都添加了一定量的无机填充料，一方面起到了增量作用，另一方面起到补强作用。在偶联剂及各种助剂的作用下，将类球状或针片状的无机粉体生产的母料对高密度聚乙烯(HDPE)进行复合时发现：类球状的无机粉体产品表现为拉伸强度下降但冲击强度大幅度增加；针片状的无机粉体产品则表现为拉伸、弯曲强度增加但冲击强度有所下降；两种类型的无机粉体按照一定配比后进行填充的产品则可以同时发挥增强和增韧效果。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种埋地聚乙烯排水管道专用母料。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种埋地聚乙烯排水管道专用母料，由以下重量份含量的物质制备而成：
复合无机粉体100份，其中，类球状无机粉体50～70份，针片状无机粉体：30～50份；
偶联剂0.5～2份；
润滑剂0.5～1份；
增塑剂1～7份；
活性单体1～3份；
引发剂0.001～0.05份；
抗氧剂0.001～0.02份；
聚乙烯载体5～10份；
制备方法包括以下步骤：
(1)将类球状无机粉体与针片状无机粉体混合成复合无机粉体；
(2)对复合无机粉体进行预热，同时加入偶联剂，在120～140℃下搅拌均匀；
(3)再依次加入润滑剂、增塑剂、活性单体、引发剂、抗氧剂和聚乙烯载体，混合均匀后出料；
(4)将混合均匀的物料通过双螺杆挤出机反应挤出并造粒，得到埋地聚乙烯排水管道专用母料产品。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的类球状无机粉体选自碳酸钙、玻璃微珠、二氧化硅、陶土、硅铝炭黑中的一种或多种，所述的针片状无机粉体选自硅灰石、云母、滑石粉、蒙脱土、高岭土、石棉中的一种或多种，两种粉体的粒径均为800～1250目。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧乙氧基硅烷、γ-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、异丙基三异硬脂酰基酞酸酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯中的一种或多种的混合物。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的润滑剂选自亚乙基双硬脂酰胺、硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸中的一种或多种的混合物。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的增塑剂选自石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁二酯、白油、氯化石蜡中的一种或多种混合物。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的活性单体选自异氰酸丙基三乙氧基硅烷、1，1-双(过氧叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5双(叔丁基过氧基)己烷、三甲基丙烯酸三羧甲基丙酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、双甲基丙烯酸乙二酯中的一种或多种的混合物。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化月桂酰、过氧化二碳酸二异丙酯、偶氮二异庚腈中的一种或多种的混合物。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的抗氧剂选自三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-三异氰酸酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚中的一种或多种的混合物。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，所述的聚乙烯载体为高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物，其熔融指数为3～10g/10min。
上述埋地聚乙烯排水管道专用母料，其中，步骤(4)中所述的将混合均匀的物料通过双螺杆挤出机反应挤出的条件是，挤出机温度为130～210℃，螺杆长径比不小于44∶1。
本发明制得的填充母料用于中小口径管材，可以使管材的每米重量降低5～7％，从而使生产成本得到较大降低。在大口径管材使用上，其添加量可达40～50％，与同等规格其他类球状无机粉体母料填充的管道相比，模量可提升约30％；与同等规格其他针片状无机粉体母料填充的管道相比，冲击性能也有大幅度提高，这样在母料填充量增加的时候，既保证了大口径管材的环刚度，又不对管材的其他性能造成影响，使埋地聚乙烯排水管道能够更好地符合国标要求。
具体实施方式
实施例一
用50kg的粒径为800目的碳酸钙无机粉体和50kg粒径为1250目的硅灰石无机粉体混合成100kg的复合无机粉体。
对物料进行预热，在复合无机粉体中加入0.5kg的乙烯基三乙氧基硅烷、0.5kg异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯偶联剂，在120～140℃下低速搅拌5min。
再加入0.5kg亚乙基双硬脂酰胺、5kg石蜡、1kg白油、1kg异氰酸丙基三乙氧基硅烷、0.5kgEDMA(双甲基丙烯酸乙二酯)、0.01kgBPO(过氧化苯甲酰)、0.005kg三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-三异氰酸酯、7kg高密度聚乙烯(其熔融指数为3g/10min(190℃/2.16kg))、2kg低密度聚乙烯(其熔融指数为6g/10min(190℃/2.16kg))，在高混锅中进行高速混料20min出料。将混合好的料在160～200℃温度下，经平行双螺杆挤出机共混挤出切粒，即得到本发明的一种埋地聚乙烯排水管道专用母料。切粒后可通过自动震筛机取得粒径一致的填充母料粒子。
实施例二：
用40kg的粒径为1250目的玻璃微珠无机粉体和60kg粒径为800目的滑石粉无机粉体混合成100kg的复合无机粉体。
对物料进行预热，在复合无机粉体中加入0.5kg的乙烯基三甲氧乙氧基硅烷、0.75kg异丙基三异硬脂酰基酞酸酯，在120～140℃下低速搅拌5min。
再加入0.5kg硬脂酸钙、0.5kg硬脂酸锌、5kg石蜡、2kg氯化石蜡、1kg1，1-双(过氧叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、0.5kgTAIC(三烯丙基异三聚氰酸酯)、0.01kg DCP(过氧化二异丙苯)、0.005kg2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、5公斤高密度聚乙烯(其熔融指数为3g/10min(190℃/2.16kg))、5kg低密度聚乙烯(其熔融指数为6g/10min(190℃/2.16kg))，在高混锅中进行高速混料20min出料。将混合好的料在160～200℃温度下，经平行双螺杆挤出机共混挤出切粒，即得到本发明的一种埋地聚乙烯排水管道专用母料。切粒后可通过自动震筛机取得粒径一致的填充母料粒子。
实施例三：
用30kg的粒径为1250目的二氧化硅无机粉体和70kg粒径为1250目的云母无机粉体混合成100kg的复合无机粉体。
对物料进行预热，在复合无机粉体中加入0.5kg的异丙基三异硬脂酰基酞酸酯、0.5kg γ-硫氰基丙基三乙氧基硅烷偶联剂，在120～140℃下低速搅拌5min。
再加入0.5kg亚乙基双硬脂酰胺、0.5kg硬脂酰胺、5kg石蜡、2kg邻苯二甲酸二辛酯、1kg2，5-二甲基-2，5双(叔丁基过氧基)己烷、0.5kg EDMA(双甲基丙烯酸乙二酯)、0.01kg过氧化月桂酰、0.005kg双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、2kg高密度聚乙烯(其熔融指数为3g/10min(190℃/2.16kg))、7kg低密度聚乙烯(其熔融指数为6g/10min(190℃/2.16kg))，在高混锅中进行高速混料20min出料。将混合好的料在160～200℃温度下，经平行双螺杆挤出机共混挤出切粒，即得到本发明的一种埋地聚乙烯排水管道专用母料。切粒后可通过自动震筛机取得粒径一致的填充母料粒子。

Claims (10)

1.一种埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于，由以下重量份含量的物质制备而成：
复合无机粉体100份，其中，类球状无机粉体50～70份，针片状无机粉体：30～50份；
偶联剂0.5～2份；
润滑剂0.5～1份；
增塑剂1～7份；
活性单体1～3份；
引发剂0.001～0.05份；
抗氧剂0.001～0.02份；
聚乙烯载体5～10份；
制备方法包括以下步骤：
（1）将类球状无机粉体与针片状无机粉体混合成复合无机粉体；
（2）对复合无机粉体进行预热，同时加入偶联剂，在120～140℃下搅拌均匀；
（3）再依次加入润滑剂、增塑剂、活性单体、引发剂、抗氧剂和聚乙烯载体，混合均匀后出料；
（4）将混合均匀的物料通过双螺杆挤出机反应挤出并造粒，得到埋地聚乙烯排水管道专用母料产品。
2.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的类球状无机粉体选自碳酸钙、玻璃微珠、二氧化硅、陶土、硅铝炭黑中的一种或多种，所述的针片状无机粉体选自硅灰石、云母、滑石粉、蒙脱土、高岭土、石棉中的一种或多种，两种粉体的粒径均为800～1250目。
3.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、异丙基三异硬脂酰氧基钛酸酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯中的一种或多种的混合物。
4.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的润滑剂选自亚乙基双硬脂酰胺、硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸中的一种或多种的混合物。
5.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的增塑剂选自石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、白油、氯化石蜡中的一种或多种混合物。
6.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的活性单体选自异氰酸丙基三乙氧基硅烷、1，1-双（过氧叔丁基）-3，3，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5双（叔丁基过氧基）己烷、三烯丙基异三聚氰酸酯、双甲基丙烯酸乙二酯中的一种或多种的混合物。
7.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化月桂酰、过氧化二碳酸二异丙酯、偶氮二异庚腈中的一种或多种的混合物。
8.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的抗氧剂选自1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、2,6-二叔丁基-4-甲酚（抗氧剂264）、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种的混合物。
9.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：所述的聚乙烯载体为高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物，其熔融指数为3～10g/10min。
10.根据权利1要求所述的埋地聚乙烯排水管道专用母料，其特征在于：步骤（4）中所述的将混合均匀的物料通过双螺杆挤出机反应挤出的条件是，挤出机温度为130～210℃，螺杆长径比不小于44:1。
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