CN102936362A

CN102936362A - 一种用于管材的rhdpe粒子及其制备方法

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Publication number: CN102936362A
Application number: CN2012104032799A
Authority: CN
Inventors: 王重; 于丽; 胡佳文; 张佳樑; 蒋洪敏; 宫小曼; 郭翠翠
Original assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Current assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-02-20

Abstract

一种用于管材的RHDPE粒子的改性方法，涉及一种塑料及其制备方法。由下述成份按重量份比例配制：RHDPE93.4～91.6重量份；线性低密度聚乙烯（LLDPE）6重量份；交联助剂0.3～1.5重量份；DCP0.1～0.3重量份；抗氧化剂0.2～0.6重量份。将RHDPE、LLDPE、交联助剂、DCP、抗氧化剂按比例配合后一起加入高速混合机内，将混合均匀的混合物加到双螺杆挤出机料筒内，挤出经水槽冷却造粒；将所得RHDPE颗粒在80℃下使用鼓风式干燥机干燥3h即可。本发明提高了RHDPE的各项力学性能，降低了熔融指数，能够用于管材制造。其原料来源于废旧的HDPE，降低了用料成本，并且有利于环保。

Description

一种用于管材的RHDPE粒子及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种塑料及其制备方法，特别是涉及一种用于管材的RHDPE粒子及其制备方法。

背景技术

高密度聚乙烯（HDPE）管材以其突出的耐腐蚀性、耐温、耐磨、对输送介质无污染性、使用寿命长、制造安装费用低等优异性能越来越受到青睐, 在燃气输送、供水、供热、建筑给排水等领域获得了广泛的应用, 近年来用量迅速增长。

以高密度聚乙烯新料生产高密度聚乙烯管材耗费石油资源，加重环境压力。显然，以回收的高密度聚乙烯为主要原料制备高密度聚乙烯管材可以降低高密度聚乙烯管材成本并能减轻环境压力。但是，RHDPE材料在性能上存在一些较为明显的缺陷。对RHDPE材料进行改性是克服其在各项性能上的不足，尤其是韧性小的缺陷，进而扩大其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于管材的RHDPE粒子及其制备方法，本发明以RHDPE为原料，加入LLDPE、DCP、交联助剂和抗氧化剂，改善RHDPE的各项力学性能。使其具有能够符合作为工程塑料使用的各项力学性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于管材的RHDPE粒子，其所述粒子是由下述成份按重量份比例配制的：

RHDPE 93.4～91.6重量份；

线性低密度聚乙烯（LLDPE） 6重量份；

交联助剂 0.3～1.5重量份；

DCP 0.1～0.3重量份；

抗氧化剂 0.2～0.6重量份。

所述的一种用于管材的RHDPE粒子，所述交联助剂采用三烯丙基异三聚氰酸酯（TAIC），2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷（双二五），二叔丁基过氧化物（DTBP）的一种或几种。

所述的一种用于管材的RHDPE粒子，所述抗氧化剂采用2,2^，-亚甲基双（4-甲基-6-丁基苯酚）（抗氧剂2246），四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010），β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076），N-N`-二苯基-对苯二胺（防老剂H），4,4^，-二甲基二苯胺，N-苯基-N'-环己基对苯二胺（防老剂4010）的一种或几种。

一种用于管材的RHDPE粒子的制备方法，所述方法包括以下过程：将RHDPE、 LLDPE、交联助剂、DCP、抗氧化剂按比例配合后一起加入高速混合机内，将混合均匀的混合物加到双螺杆挤出机料筒内，挤出经水槽冷却造粒；将所得RHDPE颗粒在80℃下使用鼓风式干燥机干燥3h即可。

一种用于管材的RHDPE粒子的制备方法，所述高速混合机温度控制在60～70⁰C范围内。

本发明的优点与效果是：

本发明将交联助剂、DCP、抗氧化剂与RHDPE、LLDPE按比例配合，用双螺杆挤出机挤出造粒，注射进行性能测试。本发明通过交联助剂的加入提高了RHDPE的各项力学性能，降低了其熔融指数，使其能够用于管材制造。其原料来源于废旧的HDPE，降低了用料成本，并且有利于环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明的RHDPE的改性方法具体包括以下部分：

（1）将RHDPE、 LLDPE、交联助剂、DCP、抗氧化剂按比例配合后一起加入高速混合机内，高速混合机温度控制在60～70⁰C范围内，交联助剂、DCP、抗氧化剂能够包裹在粒子上，能够混合均匀。

（2）将步骤（1）中混合均匀的混合物加到双螺杆挤出机料筒内，挤出经水槽冷却造粒。

（3）将步骤（2）中所得RHDPE颗粒在80℃下使用鼓风式干燥机干燥3h，密封备用。

（4）将步骤（3）中的干燥颗粒使用熔体流动速率测定仪在190℃，5kg的载荷下测定物料的MFR。

（5）步骤（2）中双螺杆挤出机的各段温度设定为：Ⅰ:130℃、Ⅱ:140℃、Ⅲ:190℃、Ⅳ:200℃、Ⅴ:210℃、Ⅵ:210℃、Ⅶ:220℃、机头：220℃、物料：210℃。

（6）将步骤（3）中物料进行注射造样。注射试样分别为：哑铃型拉伸试样，弯曲试样，缺口冲击试样。注射机各段温度设定：200℃、210℃、220℃、210℃、170℃。压力设定：一级注射 70MPa，二级注射 65 MPa，三级注射 65 MPa，熔胶压力 85 MPa；快速锁模 100 MPa，低压锁模 95 MPa，高压锁模 128 MPa，射台压力 80 MPa；开模1慢 80 MPa，快速开模 80 MPa，开模2 慢 80 MPa，顶针压力 100 MPa。

（7）将步骤（6）中注射试样进行筛选，然后进行性能测试，拉伸实验，按照GB/T1040-1992进行测试；悬臂梁缺口冲击实验，按照GB/1843-80进行测试。

本发明所用的原料和试剂包括：RHDPE来源于瓶盖和娃哈哈奶瓶两种回收料，市售。TAIC, 合肥安邦化工有限公司。双二五，广州彬荣化工有限公司，工业级。LLDPE，市售。 DCP，沈阳市新西试剂厂，AR。抗氧剂1010，北京方庄群星科贸中心，工业级。

本发明所用的仪器设备包括：TSE-35A型双螺杆挤出机，南京瑞亚高聚物装备有限公司。NG-120A型注射成型机，无锡格兰机械有限公司。HT-9431型熔融指数测定仪，弘达仪器股份有限公司。RGR-30A型微机控制电子万能实验机，深圳瑞格尔仪器设备有限公司。UJ-240型悬臂梁冲击试验机，河北省承德材料试验机厂。DHG-9023AS型新型电热鼓风恒温干燥箱，宁波江南仪器厂。CH–10型高速混合搅拌机，北京塑胶仪器厂。

实施实例1：

按下列组分配料：RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，TAIC：0.4%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例中RHDPE来源于瓶盖。将RHDPE、LLDPE、TAIC、DCP、抗氧剂1010一起加入到高速混合机中，混合均匀，加入到双螺杆挤出机料筒中，挤出经水槽冷却造粒。挤出机各段温度为：Ⅰ:130℃、Ⅱ:140℃、Ⅲ:190℃、Ⅳ:200℃、Ⅴ:210℃、Ⅵ:210℃、Ⅶ:220℃、机头：220℃、物料：210℃。将所得物料进行（4）（6）（7）操作，得出数据，记录并进行分析。性能测试结果与纯料对比见表1所示。

实施实例2：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，TAIC：0.8%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用92.6%的RHDPE、0.8%的TAIC。

本实施例所得的性能测试结果与纯料对比见表1所示。

实施实例3：

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，TAIC：1.2%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用92.2%的RHDPE、1.2%的TAIC。

本实施例所得的性能测试结果与纯料对比见表1所示。

实施实例4：

采用RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，TAIC：0.4%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例与实施例1的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料

本实施例所得的性能测试结果与纯料对比见表2所示。

实施实例5：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，TAIC：0.8%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例与实施例2的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

本实施例所得的性能测试结果与纯料对比见表2所示。

实施实例6

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，TAIC：1.2%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例与实施例3的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

本实施例所得的性能测试结果与纯料对比见表2所示。

实施实例7：

采用RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，双二五：0.4%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的组成物与实施例1的区别在于使用的交联剂是双二五。

实施实例8：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，双二五：0.8%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用92.9%的RHDPE、0.8%的双二五。

实施实例9：

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，双二五：1.2%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的组成物与实施例1的区别在于使用92.5%的RHDPE、1.2%的双二五。

实施实例10：

采用RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，双二五：0.4%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的组成物与实施例7的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例11：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，双二五：0.8%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的配比与实施例8的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例12：

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，双二五：1.2%，DCP：0.2%，抗氧剂1010：0.4%。本实施例的组成物与实施例9的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例13：

采用RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，TAIC：0.4%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的组成物与实施例1的区别在于使用的抗氧剂是防老剂4010。

实施实例14：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，TAIC：0.8%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的配比与实施例13的区别在于使用92.6%的RHDPE、0.8%的TAIC。

实施实例15：

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，TAIC：1.2%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的配比与实施例13的区别在于使用92.2%的RHDPE、1.2%的TAIC。

实施实例16：

采用RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，TAIC：0.4%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例与实施例13的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例17：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，TAIC：0.8%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例与实施例14的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例18：

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，TAIC：1.2%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例与实施例15的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例19：

采用RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，双二五：0.4%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的组成物与实施例13的区别在于使用的交联剂是双二五。

实施实例20：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，双二五：0.8%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的配比与实施例13的区别在于使用92.9%的RHDPE、0.8%的双二五。

实施实例21：

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，双二五：1.2%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的组成物与实施例13的区别在于使用92.5%的RHDPE、1.2%的双二五。

实施实例22：

采用RHDPE：93.0%，LLDPE：6%，双二五：0.4%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的组成物与实施例16的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例23：

采用RHDPE：92.6%，LLDPE：6%，双二五：0.8%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的配比与实施例17的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

实施实例24：

采用RHDPE：92.2%，LLDPE：6%，双二五：1.2%，DCP：0.2%，防老剂4010：0.4%。本实施例的组成物与实施例19的区别在于使用的RHDPE来源于娃哈哈奶瓶料。

表1：

测试项目	纯RHDPE	实施例1	实施例2	实施例3
					氧化诱导时间/min	0	16	20	25
拉伸强度/MPa	16.37	18.31	17.56	18.45
					断裂伸长率/%	106.55	1021.3	663.57	756.34
冲击强度/kJ·m^-2	3.59	5.87	7.3	7.38
					熔融指数/ g/10min	8.845	2.632	0.588	0.366

表2：

测试项目	纯RHDPE	实施例4	实施例5	实施例6
					氧化诱导时间/min	0	15	18	22
拉伸强度/MPa	16.33	18.81	18.46	18.95
					断裂伸长率/%	75.15	694.17	716.12	879.62
冲击强度/kJ·m^-2	3.51	5.92	6.07	6.15
					熔融指数/ g/10min	9.456	3.136	0.792	0.54

Claims

1.一种用于管材的RHDPE粒子，其特征在于，所述粒子是由下述成份按重量份比例配制的：

RHDPE 93.4～91.6重量份；

线性低密度聚乙烯（LLDPE） 6重量份；

交联助剂 0.3～1.5重量份；

DCP 0.1～0.3重量份；

抗氧化剂 0.2～0.6重量份。

2.根据权利要求1所述的一种用于管材的RHDPE粒子，其特征在于，所述交联助剂采用三烯丙基异三聚氰酸酯（TAIC），2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷（双二五），二叔丁基过氧化物（DTBP）的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种用于管材的RHDPE粒子，其特征在于，所述抗氧化剂采用2,2^，-亚甲基双（4-甲基-6-丁基苯酚）（抗氧剂2246），四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010），β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076），N-N`-二苯基-对苯二胺（防老剂H），4,4^，-二甲基二苯胺，N-苯基-N'-环己基对苯二胺（防老剂4010）的一种或几种。

4.一种用于管材的RHDPE粒子的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：将RHDPE、 LLDPE、交联助剂、DCP、抗氧化剂按比例配合后一起加入高速混合机内，将混合均匀的混合物加到双螺杆挤出机料筒内，挤出经水槽冷却造粒；将所得RHDPE颗粒在80℃下使用鼓风式干燥机干燥3h即可。

5.一种用于管材的RHDPE粒子的制备方法，其特征在于，所述高速混合机温度控制在60～70⁰C范围内。