CN103756110A - 一种滴灌带耐热性改进的生产工艺 - Google Patents

一种滴灌带耐热性改进的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，该工艺包括以下步骤：⑴按质量分数称量下述组分：聚乙烯混配料：高密度聚乙烯13%~25%、低密度聚乙烯22%~25%、线型低密度聚乙烯30.4%~40%；改性组分：镁盐晶须10%~12%、氧化铝3.5%~4.5%、二氧化硅1.8%~2%；其它组分：硅酮母粒1%~2%、聚乙烯黑色母2%~3%、分散润滑剂0.3%~0.5%、抗氧剂0.1%~0.2%、光稳定剂0.1%~0.2%；⑵改性组分的表面处理后得到改性组分粉体；⑶将聚乙烯混配料与聚乙烯蜡进行混料，在混料过程中分多次加入改性组分粉体及其它组分后，送入单螺杆挤出造粒机中进行造粒，即得生产原料；⑷将生产原料按常规方法进行生产即可。本发明可有效提高产品性能，适用于复用性滴灌带、非复用性滴灌带及薄壁PE输水软管的生产。

Description

一种滴灌带耐热性改进的生产工艺
技术领域
本发明涉及滴灌带的生产工艺，尤其涉及一种滴灌带耐热性改进的生产工艺。
背景技术
非复用型滴灌带由于其壁厚较薄，价格低廉，被广泛地应用滴灌系统。适用于低压滴灌系统的非复用型超薄壁滴灌带属于常规非复性滴灌带的薄壁化产品，在产品铺设过程中易划伤、撕裂，在使用过程中易受到阳光照射受热收缩变形，造成使用寿命缩短，从而导致灌水质量的下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效提高产品性能的滴灌带耐热性改进的生产工艺。
为解决上述问题，本发明所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯13%~25%、低密度聚乙烯22%~25%、线型低密度聚乙烯30.4%~40%；
改性组分：镁盐晶须10%~12%、氧化铝3.5%~4.5%、二氧化硅1.8%~2%；
其它组分：硅酮母粒1%~2%、聚乙烯黑色母2%~3%、分散润滑剂0.3%~0.5%、抗氧剂0.1%~0.2%、光稳定剂0.1%~0.2%；
⑵改性组分的表面处理：
在JSF搅拌砂磨分散多用机中，以650~700r/min的转速向无水乙醇中加入乳化剂OP-10和硬脂酸，待硬脂酸完全溶解后继续搅拌10~15min，得到溶液；然后将所述改性组分依次加入所述溶液中，待所述改性组分完全加入后提高转速至1700~1800r/min，再向该溶液中加入钛酸酯偶联剂，继续高速搅拌10~20min后在室温下静止12~24h，最后经真空抽滤并在温度为180~200℃的条件下烘干至恒重，即得改性组分粉体；
所述无水乙醇与所述乳化剂OP-10、所述硬脂酸、所述钛酸酯偶联剂的质量分数比为1：0.4：0.6~1.2：0.5：1；
⑶将所述聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入所述改性组分粉体及所述其它组分，30~60min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为160~170℃、第二段温度为180~190℃、第三段温度为200~210℃、第四段温度为220~230℃、机头温度为230~240℃的条件下进行造粒，即得生产原料；所述聚乙烯混配料与所述聚乙烯蜡的质量比为1：0.03~0.04；
⑷将所述生产原料在温度为180~240℃、循环冷却水的温度为20~25℃、牵引速率差为5~10m/min、牵引速率Ⅰ为100~110m/min，牵引速率Ⅱ为105~120m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
所述步骤⑴中高密度聚乙烯是指MFR,g/10min（21.6Kg）为7.0~17g的聚乙烯。
所述步骤⑴中低密度聚乙烯是指MFR,g/10min（21.6Kg）为1.5~2.4g的聚乙烯。
所述步骤⑴中线型低密度聚乙烯是指MFR,g/10min（2.16Kg）为0.7~1.2g 的聚乙烯。
所述步骤⑴中二氧化硅的细度为300~400目。
所述步骤⑴中硅酮母粒由分子量为150万聚硅氧烷和注塑级PE100树脂载体按等质量混合均匀而成。
所述步骤⑴中分散润滑剂是指相对分子质量为1500~9500、相对密度为0.9~0.93g/cm3、软化点为100~115℃的纯聚乙烯蜡。
所述步骤⑴中抗氧剂是指抗氧剂168。
所述步骤⑴中光稳定剂是指光稳定剂622。
用下述制备方法代替所述步骤⑵改性组分的表面处理：将所述改性组分与钛酸酯偶联剂以1700~1800r/min的转速混合8~10min后，在温度为180℃的条件下干燥至恒重，即得改性组分粉体；所述改性组分的总质量与所述钛酸酯偶联剂的质量比为1：0.3~0.5。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明添加镁盐晶须、氧化铝对聚乙烯耐热性能的协同效应来对聚乙烯材料实现耐热性的改性，解决了改性组份在树脂基体中的分散效果差的问题的同时还解决改性组分与基体树脂的结合相容性，使得材料改性后获得更优异的性能，既能提高产品的热变形温度，又能起到增强的作用。
2、本发明添加二氧化硅粉体产生增稠、流变和触变效应，消除粘流态聚乙烯在滴管生产线高速挤出中出现管胚粘接问题，同时可作为填充剂起到降低薄壁滴灌带的收缩和蠕变性，改善高温下尺寸稳定性，降低线性热膨胀系数的作用。
3、本发明加入分散润滑剂提高改性成分在树脂基体中的分散均匀性。
4、本发明加入含氟聚合物助剂PPA功能母料，更好地改善了物料的流变性、加工性能等，提高了产品外观质量。
5、本发明采用共混粒料与混配料混合使用，使产品表面产生微小凸起，减少产品表面的受热面积，实现对产品耐热性能的提高。
6、本发明在共混过程中分多次加入镁盐晶须、氧化铝，解决混配料使用过程中的沉积的难题。
7、采用本发明方法获得的产品在95℃高温下，经过24小时逐步冷却后，表面平整，无收缩，无变形，管壁无粘结，能够充分满足滴灌带薄壁化后的耐热性及耐候性的要求。
8、本发明可适用于复用性滴灌带、非复用性滴灌带（内镶式滴灌带、单翼迷宫式滴灌带）及薄壁PE输水软管的生产，尤其适用于低压超薄壁滴灌带的耐热性、强度、耐磨性能的改善。
具体实施方式
实施例1   一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数（kg）称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯20%、低密度聚乙烯22%、线型低密度聚乙烯39.2%；
改性组分：镁盐晶须10%、氧化铝3.5%、二氧化硅1.8%；
其它组分：硅酮母粒1%、聚乙烯黑色母2%、分散润滑剂0.3%、抗氧剂0.1%、光稳定剂0.1%。
⑵改性组分的表面处理：
在JSF搅拌砂磨分散多用机中，以650r/min的转速向无水乙醇中加入乳化剂OP-10和硬脂酸，待硬脂酸完全溶解后继续搅拌10min，得到溶液；然后将改性组分依次加入溶液中，待改性组分完全加入后提高转速至1700r/min，再向该溶液中加入钛酸酯偶联剂，继续高速搅拌10min后在室温下静止12h，最后经真空抽滤并在温度为180℃的条件下烘干至恒重，即得改性组分粉体。
其中：无水乙醇与乳化剂OP-10、硬脂酸、钛酸酯偶联剂的质量分数（kg）比为1：0.4：0.6。
⑶将聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入改性组分粉体及其它组分，30min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为160℃、第二段温度为180℃、第三段温度为200℃、第四段温度为220℃、机头温度为230℃的条件下进行造粒，即得生产原料。
其中：聚乙烯混配料与聚乙烯蜡的质量比（kg/kg）为1：0.03。
⑷将生产原料在温度为180℃、循环冷却水的温度为20℃、牵引速率差为5m/min、牵引速率Ⅰ为100m/min，牵引速率Ⅱ为105m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
实施例2   一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数（kg）称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯20%、低密度聚乙烯22%、线型低密度聚乙烯35%；
改性组分：镁盐晶须10.6%、氧化铝4.5%、二氧化硅2%；
其它组分：硅酮母粒2%、聚乙烯黑色母3%、分散润滑剂0.5%、抗氧剂0.2%、光稳定剂0.2%。
⑵改性组分的表面处理：
在JSF搅拌砂磨分散多用机中，以700r/min的转速向无水乙醇中加入乳化剂OP-10和硬脂酸，待硬脂酸完全溶解后继续搅拌15min，得到溶液；然后将改性组分依次加入溶液中，待改性组分完全加入后提高转速至1800r/min，再向该溶液中加入钛酸酯偶联剂，继续高速搅拌20min后在室温下静止24h，最后经真空抽滤并在温度为200℃的条件下烘干至恒重，即得改性组分粉体。
其中：无水乙醇与乳化剂OP-10、硬脂酸、钛酸酯偶联剂的质量分数（kg）比为1.2：0.5：1。
⑶将聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入改性组分粉体及其它组分，60min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为170℃、第二段温度为190℃、第三段温度为210℃、第四段温度为230℃、机头温度为240℃的条件下进行造粒，即得生产原料。
其中：聚乙烯混配料与聚乙烯蜡的质量比（kg/kg）为1：0.04。
⑷将生产原料在温度为240℃、循环冷却水的温度为25℃、牵引速率差为10m/min、牵引速率Ⅰ为110m/min，牵引速率Ⅱ为120m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
实施例3   一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数（kg）称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯25%、低密度聚乙烯22%、线型低密度聚乙烯30.4%；
改性组分：镁盐晶须12%、氧化铝4%、二氧化硅1.9%；
其它组分：硅酮母粒1.5%、聚乙烯黑色母2.5%、分散润滑剂0.4%、抗氧剂0.15%、光稳定剂0.15%。
⑵改性组分的表面处理：
在JSF搅拌砂磨分散多用机中，以660r/min的转速向无水乙醇中加入乳化剂OP-10和硬脂酸，待硬脂酸完全溶解后继续搅拌12min，得到溶液；然后将改性组分依次加入溶液中，待改性组分完全加入后提高转速至1750r/min，再向该溶液中加入钛酸酯偶联剂，继续高速搅拌15min后在室温下静止18h，最后经真空抽滤并在温度为190℃的条件下烘干至恒重，即得改性组分粉体。
其中：无水乙醇与乳化剂OP-10、硬脂酸、钛酸酯偶联剂的质量分数（kg）比为1.1：0.45：0.8。
⑶将聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入改性组分粉体及其它组分，45min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为165℃、第二段温度为185℃、第三段温度为205℃、第四段温度为225℃、机头温度为235℃的条件下进行造粒，即得生产原料。
其中：聚乙烯混配料与聚乙烯蜡的质量比（kg/kg）为1：0.035。
⑷将生产原料在温度为200℃、循环冷却水的温度为22℃、牵引速率差为8m/min、牵引速率Ⅰ为105m/min，牵引速率Ⅱ为113m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
实施例4   一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数（kg）称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯13%、低密度聚乙烯25%、线型低密度聚乙烯40%；
改性组分：镁盐晶须11.5%、氧化铝3.8%、二氧化硅1.85%；
其它组分：硅酮母粒1.6%、聚乙烯黑色母2.6%、分散润滑剂0.35%、抗氧剂0.18%、光稳定剂0.12%。
⑵改性组分的表面处理：
将改性组分与钛酸酯偶联剂以1700r/min的转速混合8min后，在温度为180℃的条件下干燥至恒重，即得改性组分粉体。
其中：改性组分的总质量与钛酸酯偶联剂的质量比（kg/kg）为1：0.3。
⑶将聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入改性组分粉体及其它组分，30min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为160℃、第二段温度为180℃、第三段温度为200℃、第四段温度为220℃、机头温度为230℃的条件下进行造粒，即得生产原料。
其中：聚乙烯混配料与聚乙烯蜡的质量比（kg/kg）为1：0.03。
⑷将生产原料在温度为180℃、循环冷却水的温度为20℃、牵引速率差为5m/min、牵引速率Ⅰ为100m/min，牵引速率Ⅱ为105m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
实施例5   一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数（kg）称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯18%、低密度聚乙烯24%、线型低密度聚乙烯35.86%；
改性组分：镁盐晶须11.8%、氧化铝4.2%、二氧化硅1.95%；
其它组分：硅酮母粒1.2%、聚乙烯黑色母2.3%、分散润滑剂0.45%、抗氧剂0.12%、光稳定剂0.12%。
⑵改性组分的表面处理：
将改性组分与钛酸酯偶联剂以1800r/min的转速混合10min后，在温度为180℃的条件下干燥至恒重，即得改性组分粉体。
其中：改性组分的总质量与钛酸酯偶联剂的质量比（kg/kg）为1：0.5。
⑶将聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入改性组分粉体及其它组分，60min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为170℃、第二段温度为190℃、第三段温度为210℃、第四段温度为230℃、机头温度为240℃的条件下进行造粒，即得生产原料。
其中：聚乙烯混配料与聚乙烯蜡的质量比（kg/kg）为1：0.04。
⑷将生产原料在温度为240℃、循环冷却水的温度为25℃、牵引速率差为10m/min、牵引速率Ⅰ为110m/min，牵引速率Ⅱ为120m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
实施例6   一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数（kg）称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯23%、低密度聚乙烯23%、线型低密度聚乙烯33.49%；
改性组分：镁盐晶须10.2%、氧化铝3.58%、二氧化硅1.88%；
其它组分：硅酮母粒1.6%、聚乙烯黑色母2.6%、分散润滑剂0.35%、抗氧剂0.17%、光稳定剂0.13%。
⑵改性组分的表面处理：
将改性组分与钛酸酯偶联剂以1750r/min的转速混合9min后，在温度为180℃的条件下干燥至恒重，即得改性组分粉体。
其中：改性组分的总质量与钛酸酯偶联剂的质量比（kg/kg）为1：0.4。
⑶将聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入改性组分粉体及其它组分，45min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为165℃、第二段温度为185℃、第三段温度为205℃、第四段温度为225℃、机头温度为235℃的条件下进行造粒，即得生产原料。
其中：聚乙烯混配料与聚乙烯蜡的质量比（kg/kg）为1：0.035。
⑷将生产原料在温度为220℃、循环冷却水的温度为22℃、牵引速率差为6m/min、牵引速率Ⅰ为105m/min，牵引速率Ⅱ为111m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
上述实施例1~6中，高密度聚乙烯是指MFR,g/10min（21.6Kg）为7.0~17g的聚乙烯。低密度聚乙烯是指MFR,g/10min（21.6Kg）为1.5~2.4g的聚乙烯。线型低密度聚乙烯是指MFR,g/10min（2.16Kg）为0.7~1.2g 的聚乙烯。二氧化硅的细度为300~400目。硅酮母粒由分子量为150万聚硅氧烷和注塑级PE100树脂载体按等质量混合均匀而成。分散润滑剂是指相对分子质量为1500~9500、相对密度为0.9~0.93g/cm3、软化点为100~115℃的纯聚乙烯蜡。抗氧剂是指抗氧剂168。光稳定剂是指光稳定剂622。

Claims (10)

1.一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，包括以下步骤：
⑴按质量分数称量下述组分：
聚乙烯混配料：高密度聚乙烯13%~25%、低密度聚乙烯22%~25%、线型低密度聚乙烯30.4%~40%；
改性组分：镁盐晶须10%~12%、氧化铝3.5%~4.5%、二氧化硅1.8%~2%；
其它组分：硅酮母粒1%~2%、聚乙烯黑色母2%~3%、分散润滑剂0.3%~0.5%、抗氧剂0.1%~0.2%、光稳定剂0.1%~0.2%；
⑵改性组分的表面处理：
在JSF搅拌砂磨分散多用机中，以650~700r/min的转速向无水乙醇中加入乳化剂OP-10和硬脂酸，待硬脂酸完全溶解后继续搅拌10~15min，得到溶液；然后将所述改性组分依次加入所述溶液中，待所述改性组分完全加入后提高转速至1700~1800r/min，再向该溶液中加入钛酸酯偶联剂，继续高速搅拌10~20min后在室温下静止12~24h，最后经真空抽滤并在温度为180~200℃的条件下烘干至恒重，即得改性组分粉体；
所述无水乙醇与所述乳化剂OP-10、所述硬脂酸、所述钛酸酯偶联剂的质量分数比为1：0.4：0.6~1.2：0.5：1；
⑶将所述聚乙烯混配料与聚乙烯蜡在80℃进行混料，在混料过程中分多次加入所述改性组分粉体及所述其它组分，30~60min后送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为160~170℃、第二段温度为180~190℃、第三段温度为200~210℃、第四段温度为220~230℃、机头温度为230~240℃的条件下进行造粒，即得生产原料；所述聚乙烯混配料与所述聚乙烯蜡的质量比为1：0.03~0.04；
⑷将所述生产原料在温度为180~240℃、循环冷却水的温度为20~25℃、牵引速率差为5~10m/min、牵引速率Ⅰ为100~110m/min，牵引速率Ⅱ为105~120m/min的条件下按常规方法进行生产即可。
2.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中高密度聚乙烯是指MFR,g/10min（21.6Kg）为7.0~17g的聚乙烯。
3.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中低密度聚乙烯是指MFR,g/10min（21.6Kg）为1.5~2.4g的聚乙烯。
4.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中线型低密度聚乙烯是指MFR,g/10min（2.16Kg）为0.7~1.2g 的聚乙烯。
5.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中二氧化硅的细度为300~400目。
6.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中硅酮母粒由分子量为150万聚硅氧烷和注塑级PE100树脂载体按等质量混合均匀而成。
7.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中分散润滑剂是指相对分子质量为1500~9500、相对密度为0.9~0.93g/cm3、软化点为100~115℃的纯聚乙烯蜡。
8.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中抗氧剂是指抗氧剂168。
9.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：所述步骤⑴中光稳定剂是指光稳定剂622。
10.如权利要求1所述的一种滴灌带耐热性改进的生产工艺，其特征在于：用下述制备方法代替权利要求1中所述步骤⑵改性组分的表面处理：将所述改性组分与钛酸酯偶联剂以1700~1800r/min的转速混合8~10min后，在温度为180℃的条件下干燥至恒重，即得改性组分粉体；所述改性组分的总质量与所述钛酸酯偶联剂的质量比为1：0.3~0.5。
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