CN102996913B

CN102996913B - 一种新型高强度hdpe复合管及其生产方法

Info

Publication number: CN102996913B
Application number: CN201210448476.2A
Authority: CN
Inventors: 赵可; 郭翠芳
Original assignee: Tianmen Zhongnan Vsr Technology Co Ltd
Current assignee: Hubei Huifeng Plastic Pipe Co., Ltd.
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2017-09-05
Anticipated expiration: 2032-11-12
Also published as: CN102996913A

Abstract

一种新型高强度HDPE复合管，由HDPE芯管、改性PE层复合而成，其中最里层为HDPE芯管，所述HDPE芯管包裹有PE结合层，PE结合层外包裹有改性PE层。本发明具有抗冲击性能好、耐压强度高、耐磨损性能高等特点。其中HDPE芯管耐腐蚀，使用寿命长，可以耐酸、碱、盐等各种腐蚀性介质的侵蚀，改性PE层能抑制塑料的氧化降解、提高管体的抗紫外线性能，延长管体使用寿命。PE结合层采用热塑性弹性体，大大提高了材料性能，提高了芯管与改性PE层结合能力，其使用寿命可达60年。

Description

一种新型高强度HDPE复合管及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种PE塑料管，特别涉及一种新型高强度HDPE复合管及其生产方法。

背景技术

塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂、不乱剂、填充剂、润滑剂、着色剂、紫外线吸收剂、改性剂等。常用塑料管有：硬聚氯乙烯管(PVC-U)，高密度聚乙烯管 (PE-HD)，交联聚乙烯管(PE-X)，无规共聚聚丙烯管(PP-R)，聚丁烯管(PB)，工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。塑料管具有耐侵蚀性好、导热系数小，热传导率低，绝热保温，节能效果好、密度小，材质轻，运输，安装利便，灵活，简捷，维修轻易等优点。目前，塑料水管行业发展很快，其多以聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）管材为主导，虽然具有很多优点，但普遍存在着抗冲击性能差、耐压强度不高、刚性差，平直性差，阻燃性差等缺陷。现有任何塑料管道，还都无法避免在坚硬重物的撞击下不受到伤害。因此，在设计和使用上，尤其要注意“扬长避短”。

发明内容

本发明的目的是要提供一种新型高强度HDPE复合管及其生产方法，以解决现有管道抗冲击性能差、耐压强度不高、刚性差，平直性差，阻燃性差等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种新型高强度HDPE复合管，该复合管由HDPE芯管、改性PE层复合而成，其中最里层为HDPE芯管，所述HDPE芯管包裹有PE结合层，PE结合层外包裹有改性PE层。

作为优选，所述PE结合层由以下组分按重量比制成：HDPE树脂（高密度聚乙烯）50份，山梨醇0.2～1.1份，热塑性聚氨酯弹性体（TPU）3～8份。

作为优选，所述改性PE层主要由以下组分按重量比制成：HDPE树脂80～85份、云母粉2份～3份，硫酸钙晶须2份～3份，纳米二氧化钛1～2份、硼酸铝晶须1～3份、马来酸酐接枝聚乙烯3～5份、苯甲酸钠2～3份、抗氧剂BHT 0.3～0.5份、邻羟基苯甲酸苯酯 0.3～0.5份、聚乙二醇 0.2～0.3份。

一种制备上述新型高强度HDPE复合管的生产方法，该方法包括以下步骤：A.按重量比将PE树脂、山梨醇、热塑性聚氨酯弹性体投入第一台挤塑机料斗；

B.按重量比将PE树脂80份、云母粉，硫酸钙晶须，纳米二氧化钛、硼酸铝晶须、马来酸酐接枝聚乙烯、苯甲酸钠、抗氧剂BHT、邻羟基苯甲酸苯酯、聚乙二醇混合后投入第二台挤塑机料斗内；

C.将HDPE树脂投入第三台挤塑机料斗内，独立制备HDPE芯管；

D.生产时，HDPE芯管由第三台挤塑机挤出，由第一台挤塑机挤出PE结合层将HDPE芯管包裹，经过水冷和定径后，由第二台挤塑机挤出改性PE层将PE结合层包裹；这样可以保证内外层PE之间热熔粘为一体，从而获得优异的HDPE复合管。

本发明中，硫酸钙晶须、硼酸铝晶须等协同作用，具有良好的增强、分散作用，马来酸酐接枝聚乙烯是一种优良的成核剂，让产品更加纯净、无杂质；聚乙二醇作为分散剂，因其聚合树脂粒度均匀，粘度易控制，不易粘壁和搅拌器，可延长清釜周期，提高生产效率；抗氧剂BHT具有抗氧化作用；邻羟基苯甲酸苯酯具有抗紫外线作用。由于PE中间结合层中加了热塑性聚氨酯弹性体（TPU）。弹性体对多层聚乙烯有良好的结合作用，与山梨醇协同作用，可以有效的提高制品的韧性和刚性、热变形温度、尺寸稳定性。

本发明具有抗冲击性能好、耐压强度高、耐磨损性能高等特点。其中HDPE芯管耐腐蚀，使用寿命长，可以耐酸、碱、盐等各种腐蚀性介质的侵蚀，改性PE层能抑制塑料的氧化降解、提高管体的抗紫外线性能，延长管体使用寿命。PE结合层采用热塑性弹性体，大大提高了材料性能，提高了芯管与改性PE层结合能力，其使用寿命可达60年。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明结构剖视图。由图1结合图2可知，该HDPE复合管主要由HDPE芯管5、改性PE层1、PE结合层3构成。最里层为HDPE芯管5，HDPE芯管5外包裹有PE结合层3，PE结合层3外包裹有改性PE层1。

以下是新型高强度HDPE复合管制造中的几个实例。

实施例1：按重量比将PE树脂50份、山梨醇0.2份、热塑性聚氨酯弹性体5份投入第一台挤塑机料斗；按重量比将PE树脂80份、云母粉2份，硫酸钙晶须2份，纳米二氧化钛1份、硼酸铝晶须1份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、苯甲酸钠3份、抗氧剂BHT 0.5份、邻羟基苯甲酸苯酯 0.5份、聚乙二醇 0.3份混合后投入第二台挤塑机料斗内；第三台挤塑机制备HDPE芯管5。生产时，HDPE芯管（高密度聚乙烯）5由第三台挤塑机挤出，由第一台挤塑机挤出PE结合层3将HDPE芯管5包裹，经过水冷和定径后，由第二台挤塑机挤出改性PE层1将PE结合层3包裹。这样可以保证内外层PE之间热熔粘为一体，从而获得优异的HDPE复合管。

实施例2：按重量比将PE树脂50份、山梨醇0.5份、热塑性聚氨酯弹性体3份投入第一台挤塑机料斗；按重量比将PE树脂82份、云母粉3份，硫酸钙晶须3份，纳米二氧化钛1份、硼酸铝晶须2份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、苯甲酸钠2份、抗氧剂BHT 0.4份、邻羟基苯甲酸苯酯 0.3份、聚乙二醇 0.2份混合后投入第二台挤塑机料斗内；第三台挤塑机制备HDPE芯管5。生产时，HDPE芯管5由第三台挤塑机挤出，由第一台挤塑机挤出PE结合层3将HDPE芯管5包裹，经过水冷和定径后，由第二台挤塑机挤出改性PE层1将PE结合层3包裹。这样可以保证内外层PE之间热熔粘为一体，从而获得优异的HDPE复合管。

按重量比将PE树脂50份、山梨醇0.2份、热塑性聚氨酯弹性体8份投入第一台挤塑机料斗；按重量比将HDPE树脂85份、云母粉3份，硫酸钙晶须3份，纳米二氧化钛2份、硼酸铝晶须3份、马来酸酐接枝聚乙烯4份、苯甲酸钠2.5份、抗氧剂BHT 0.3份、邻羟基苯甲酸苯酯0.3份、聚乙二醇 0.2份混合后投入第二台挤塑机料斗内；第三台挤塑机制备HDPE芯管5。生产时，HDPE芯管5由第三台挤塑机挤出，由第一台挤塑机挤出PE结合层3将HDPE芯管5包裹，经过水冷和定径后，由第二台挤塑机挤出改性PE层1将PE结合层3包裹。这样可以保证内外层PE之间热熔粘为一体，从而获得优异的HDPE复合管。

为了验证本发明的效果，将实施例1-3比其它同类产品进行对比，具体如下表所示。表1：两种水管之间的对比实验结果

项目	其它公司复合管	本发明
			使用寿命	50	60
蠕变性	小	非常小
			爆破压力	一般	高
液压试验（80℃，4.5MPa）h	165h	﹥165h，无脆性破坏
			热稳定性（200℃）min	22	35
断裂延伸率%	367	505
			弯曲强度（MPa）	23	35
环刚度（KN/㎡）	22	28
			本体拉伸屈服强度（MPa）	23	29

试验结果表明：相比其它同类产品，采用本发明制备的新型高强度HDPE复合管，具有更好的力学性能。

最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高强度HDPE复合管，该复合管由HDPE芯管、改性PE层复合而成，其中最里层为HDPE芯管，所述HDPE芯管包裹有PE结合层，PE结合层外包裹有改性PE层；其特征是所述PE结合层由以下组分按重量比制成：HDPE树脂50份，山梨醇0.2～1.1份，热塑性聚氨酯弹性体3～8份；所述改性PE层主要由以下组分按重量比制成：HDPE树脂80～85份、云母粉2份～3份，硫酸钙晶须2份～3份，纳米二氧化钛1～2份、硼酸铝晶须1～3份、马来酸酐接枝聚乙烯3～5份、苯甲酸钠2～3份、抗氧剂BHT 0.3～0.5份、邻羟基苯甲酸苯酯 0.3～0.5份、聚乙二醇0.2～0.3份；所述高强度HDPE复合管的制备方法包括以下步骤：A.按重量比将PE树脂、山梨醇、热塑性聚氨酯弹性体投入第一台挤塑机料斗；B.按重量比将PE树脂80份、云母粉，硫酸钙晶须，纳米二氧化钛、硼酸铝晶须、马来酸酐接枝聚乙烯、苯甲酸钠、抗氧剂BHT、邻羟基苯甲酸苯酯、聚乙二醇混合后投入第二台挤塑机料斗内；C.将HDPE树脂投入第三台挤塑机料斗内，独立制备HDPE芯管；D.生产时，HDPE芯管由第三台挤塑机挤出，由第一台挤塑机挤出PE结合层将HDPE芯管包裹，经过水冷和定径后，由第二台挤塑机挤出改性PE层将PE结合层包裹；这样可以保证内外层PE之间热熔粘为一体，从而获得优异的HDPE复合管。