CN103467822A - 一种制备pe结构壁管的原料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备PE结构壁管的原料及其制备方法，其原料包括超细滑石粉、白炭黑、硫酸钡、碳酸钙晶须，HDPE、EPDM、聚丙烯、复合偶联剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、色素炭黑。其制备方法包括如下步骤：a、将原料各组分按照质量分数进行配料，后送入高速混料机中进行混合；b、利用热风对混合后的物料进行干燥；c、将干燥后的物料冷却至室温；d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机，塑化挤出后进行水冷，待冷却定型后，进行定长切粒；e、将切粒送入振动筛中进行筛选，将筛选合格的切粒装包。利用上述原料及方法制备的PE结构壁管具有良好的热稳定性和力学性能，简化了波纹管生产的工艺流程，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种PE结构壁管的原料及其制备方法，PE结构壁管包括PE双壁波纹管、PE中空壁缠绕管、PE克拉管等，凡是具有特殊物理结构的PE管材都属于PE结构壁管范畴，属于塑料管材技术领域。
背景技术
PE结构壁管是一种以聚乙烯为原材料，经过挤出和特殊的成型工艺加工而成，具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快寿命长等特点，除了具有普通塑料管所具有的耐腐蚀性好，绝缘性高，内壁光滑，流动阻力小等特点以处，还因采用了特殊的中空环形结构，具有优异的环刚度和良好的强度与韧性，及重量轻，耐冲击性强，不易破损等特点。目前在发达国家的诸多领域已经广泛应用，尤其是在美国，加拿大，日本以及欧洲许多国家，广泛应用于市政排水排污，农业灌溉，煤矿通风、化工、通信电缆护套等领域。实践证明，在满足工程应用的强度和刚度要求下，采用PE结构壁管可节约原材料30%-50%，此外，对比混凝土管，铸铁管，有运输安装方便，降低施工人员劳动强度及降低工程的总投资等优势， PE结构壁管已成为管道领域“以塑代钢”的首选管材，它克服了混凝土管，铸铁管等安装难度大、易锈蚀、水流阻力大、滋生细菌、寿命短的缺点。
目前据统计，我国各大管材厂家拥有PE结构壁管生产线：PE双壁波纹管生产线约600条；PE中空壁缠绕管生产线约250条；PE克拉管生产线约80条。目前我国生产PE结构壁管的配方现状是：
1、低压聚乙烯+色母
缺点：纯PE做的管材刚性达不到要求，如要达到理想刚性必须加厚壁厚尺寸，成本居高不下。
2、低压聚乙烯再生料＋填充母料＋色母，
缺点：各家的配方和所用的母料鱼龙混杂，产品质量得不到保障。因采取单螺杆挤出模式生产管材，多种原料共混挤出，单螺杆不可能很均匀地塑化多种原料，所以生产的管材在性能方面多多少少都有点不尽人意，特别是管材环柔度和抗冲指标很难达标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备PE结构壁管的原料及其制备方法，克服以上缺陷。采用本发明配方制备的增韧增强HDPE颗粒就可以生产出优质的PE结构壁管，而不需要再添加其它诸如色母、填充母料、增强母料等辅料。
本发明所述的一种制备PE结构壁管的原料，其原料包括超细滑石粉、白炭黑、硫酸钡、碳酸钙晶须，HDPE、EPDM、聚丙烯、复合偶联剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、色素炭黑，具体质量份数如下：
HDPE 20-60份
EPDM 1-8份
聚丙烯 1-15份
超细滑石粉 10-50份
白炭黑 1-8份
硫酸钡 1-8份
碳酸钙晶须 1-15份
复合偶联剂 0.1-5份
聚乙烯蜡 1-8份
硬脂酸锌 0.5-5份
色素炭黑 2份
优选的，其原料具体质量组分如下：
HDPE 30-50份
EPDM 3-5份
聚丙烯 3-10份
超细滑石粉 20-40份
白炭黑 2-5份
硫酸钡 2-5份
碳酸钙晶须 5-10份
复合偶联剂 0.5-2份
聚乙烯蜡 2-5份
硬脂酸锌 1-2份
色素炭黑 2份
再优选的，其原料具体质量组分如下：
HDPE 40份
EPDM 4份
聚丙烯 5份
超细滑石粉 30份
白炭黑 3份
硫酸钡 3份
碳酸钙晶须 8份
复合偶联剂 1份
聚乙烯蜡 3份
硬脂酸锌 1.5份
色素炭黑 2份
本发明所述的制备PE结构壁管的原料的制备方法，包括如下步骤：
a、将原料各组分按照质量分数进行配料，后送入高速混料机中进行混合；
b、利用热风对混合后的物料进行干燥；
c、将干燥后的物料冷却至室温；
d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机，塑化挤出后进行水冷，待冷却定型后，进行定长切粒；
e、将切粒送入振动筛中进行筛选，将筛选合格的切粒装包。
所述步骤b的干燥温度为75-85°C。
所述步骤d中塑化挤出的物料温度为180-220°C。
目前我国正在实施的十二五计划中提出花10-15年时间来改造全国排污水网，实现雨污分流，本发明就是针对我国结构壁管生产现状，并针对PE结构壁管的结构和成型工业特点，在原有的加工技术基础上创新研发的一种更适合PE结构壁管生产、并在原有基础上提高PE结构壁管各项性能指标的增韧增强的原料配方，不仅节约了生产原料成本、保证了经济效益，同时提供了一种利国利民、绿色环保的制备技术，用以提升雨污分流的工程质量，本发明具有以下技术效果：
采用本发明配方生产的结构壁管的性能测试数据
实验一：PE双壁波纹管测试结果
| 项目 | 指标 |
| 环刚度 | ＳＮ=8.23 ＫＮ／㎡ |
| 抗冲击性能（ＴＩＲ） | ≤１０％ |
| 环柔度 | 试样圆滑＼无反向弯曲＼无破裂＼两壁无脱开 |
| 烘箱试验 | 无气泡＼无分层＼无开裂 |
| 蠕变比率 | ≤４ |
实验二：PE双壁波纹管测试结果
| 项目 | 指标 |
| 环刚度 | ＳＮ=9.12ＫＮ／㎡ |
| 抗冲击性能（ＴＩＲ） | ≤１０％ |
| 环柔度 | 试样圆滑＼无反向弯曲＼无破裂＼两壁无脱开 |
| 烘箱试验 | 无气泡＼无分层＼无开裂 |
| 蠕变比率 | ≤４ |
实验三：PE中空壁缠绕管测试结果
| 项目 | 指标 |
| 环刚度 | ＳＮ=8.57ＫＮ／㎡ |
| 抗冲击性能（ＴＩＲ） | ≤１０％ |
| 环柔度 | 试样圆滑＼无反向弯曲＼无破裂＼缠绕壁无脱开 |
| 烘箱试验 | 无气泡＼无分层＼无开裂 |
| 蠕变比率 | ≤４ |
实验四：克拉管测试结果
| 项目 | 指标 |
| 环刚度 | ＳＮ=8.34ＫＮ／㎡ |
| 抗冲击性能（ＴＩＲ） | ≤１０％ |
| 环柔度 | 试样圆滑＼无反向弯曲＼无破裂＼克拉小管无脱开 |
| 烘箱试验 | 无气泡＼无分层＼无开裂 |
| 蠕变比率 | ≤４ |
1、本发明是一种针对PE结构壁管创新设计的专用原料，只需要用这种专用改性PE原料就可以生产出优质指标达到GB标准的PE结构壁管，而不需要厂家自己用几种原料的配方生产模式，简化了结构壁管生产的工艺流程，在提高产品质量的同时降低管材的配方成本。
2、本产品的配方采用了超细滑石粉、白炭黑、硫酸钡、碳酸钙晶须复合组合，多种树脂HDPE、EPDM 、PP共混双螺杆挤出，在各种原料组分共混挤出时产生了协同效应，使管材的力学性能、热稳定性产生显著地提升。采用本发明生产的结构壁管专用PE原料：熔融指数0.5-0.8（5KG砝码）、拉伸强度18MPa、断裂伸长率380％。用本产品生产的结构壁管：内外壁光滑、强度高、柔性好、能有效吸收冲击能量、抗裂性好，管材指标可达SN8 GB标准。
3、本产品的制备采用了同向双平双螺杆挤出，在实现高填充的同时增加其塑化性能，并且管材连续挤出一次成型，简化了生产工艺，减低了成本。
具体实施方式
实施例1：
一种制备PE结构壁管的原料，其原料组分具体质量分数如下：
HDPE 50份
EPDM 5份
聚丙烯 10份
超细滑石粉 40份
白炭黑 5份
硫酸钡 5份
碳酸钙晶须 10份
复合偶联剂 2份
聚乙烯蜡 5份
硬脂酸锌 2份
色素炭黑 2份
实施例2：
一种制备PE结构壁管的原料，其原料组分具体质量分数如下：
HDPE 30份
EPDM 3份
聚丙烯 3份
超细滑石粉 20份
白炭黑 2份
硫酸钡 2份
碳酸钙晶须 5份
复合偶联剂 0.5份
聚乙烯蜡 2份
硬脂酸锌 1份
色素炭黑 2份
实施例3：
一种制备PE结构壁管的原料的制备方法，包括如下步骤：
a、将原料各组分按照质量分数进行配料，后送入高速混料机中进行混合；
b、利用热风对混合后的物料进行干燥，干燥温度为85°C；
c、将干燥后的物料冷却至室温；
d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机，塑化挤出后进行水冷，待冷却定型后，进行定长切粒，塑化挤出的物料温度为220°C；
e、将切粒送入振动筛中进行筛选，将筛选合格的切粒装包。
实施例4：
一种制备PE结构壁管的原料的制备方法，包括如下步骤：
a、将原料各组分按照质量分数进行配料，后送入高速混料机中进行混合；
b、利用热风对混合后的物料进行干燥，干燥温度为75°C；
c、将干燥后的物料冷却至室温；
d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机，塑化挤出后进行水冷，待冷却定型后，进行定长切粒，塑化挤出的物料温度为180°C；
e、将切粒送入振动筛中进行筛选，将筛选合格的切粒装包。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可以有其他的实施例。上述实施例的目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种制备PE结构壁管的原料，其特征在于：其原料包括超细滑石粉、白炭黑、硫酸钡、碳酸钙晶须，HDPE、EPDM、聚丙烯、复合偶联剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、色素炭黑 ，具体质量份数如下：
HDPE 20-60份
EPDM 1-8份
聚丙烯 1-15份
超细滑石粉 10-50份
白炭黑 1-8份
硫酸钡 1-8份
碳酸钙晶须 1-15份
复合偶联剂 0.1-5份
聚乙烯蜡 1-8份
硬脂酸锌 0.5-5份
色素炭黑 2份。
2.根据权利要求1所述的制备PE结构壁管的原料，其特征在于：其原料组分具体质量分数如下：
HDPE 30-50份
EPDM 3-5份
聚丙烯 3-10份
超细滑石粉 20-40份
白炭黑 2-5份
硫酸钡 2-5份
碳酸钙晶须 5-10份
复合偶联剂 0.5-2份
聚乙烯蜡 2-5份
硬脂酸锌 1-2份
色素炭黑 2份。
3.根据权利要求2所述的制备PE结构壁管的原料，其特征在于：其原料组分具体质量分数如下：
HDPE 40份
EPDM 4份
聚丙烯 5份
细滑石粉 30份
白炭黑 3份
硫酸钡 3份
碳酸钙晶须 8份
复合偶联剂 1份
聚乙烯蜡 3份
硬脂酸锌 1.5份
色素炭黑 2份 。
4.根据权利要求1-3所述的制备PE结构壁管原料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a、将原料各组分按照质量分数进行配料，后送入高速混料机中进行混合；
b、利用热风对混合后的物料进行干燥；
c、将干燥后的物料冷却至室温；
d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机，塑化挤出后进行水冷，待冷却定型后，进行定长切粒；
e、将切粒送入振动筛中进行筛选，将筛选合格的切粒装包。
5.根据权利要求4所述的PE结构壁管的制备方法，其特征在于：步骤b的干燥温度为75-85°C。
6.根据权利要求4所述的制备PE结构壁管原料的制备方法，其特征在于：步骤d中塑化挤出的物料温度为180-220°C。
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| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171225 Address after: 1301 No. 243000 Anhui province Ma'anshan City mountain ginkgo Avenue Patentee after: MAANSHAN GOODY PLASTIC CO.,LTD. Address before: 214196 Dongsheng Industrial Park, East Lake Tangtang Town, Xishan District, Wuxi, Jiangsu Patentee before: Ni Min |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A raw material and preparation method for preparing PE structural wall pipes Effective date of registration: 20230324 Granted publication date: 20150812 Pledgee: China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Ma'anshan Branch Pledgor: MAANSHAN GOODY PLASTIC CO.,LTD. Registration number: Y2023980036052 |