CN104804284A - 改性高密度聚乙烯管及其制备方法和应用 - Google Patents

改性高密度聚乙烯管及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性高密度聚乙烯管及其制备方法和应用，其中，所述制备方法包括：(1)将纳米氧化钙和偶联剂混合，得到混合物M1；(2)向混合物M1中加入高密度聚乙烯树脂和POE树脂混合，得到混合物M2；(3)将混合物M2挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管；其中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述POE树脂的用量为20-80重量份，所述纳米氧化钙的用量为10-50重量份，所述偶联剂的用量为10-50重量份。通过以高密度聚乙烯树脂为基料，在其中添加POE树脂，同时通过纳米氧化钙及偶联剂配合对上述树脂材料进行改性，使得该管材不仅表面光滑，且弯曲较少，产品合格率有了大大的提高。

Description

改性高密度聚乙烯管及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高密度聚乙烯管领域，具体地，涉及一种改性高密度聚乙烯管及其制备方法和应用。
背景技术
管材在日常生产生活中应用极为广泛，生活中的方方面面均需要用到各种管材，高密度聚乙烯管因其较高的强度等因素，使得其在生活中应用更为广泛，因而被用于生产生活中的各个方面。但是在实际生产高密度聚乙烯管时，常常会因其自身性质，导致生产出的管材瑕疵较多，例如生产出的管材表面不平，或是出现有弯曲的情况较多，从而使得其生产中产生的次品率较高，大大降低了其生产效率，增加了生产成本，给生产带来许多不必要的麻烦。
因此，提供一种表面光滑，弯曲较少，生产合格率高且使用性能较好的改性高密度聚乙烯管及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中高密度聚乙烯管生产合格率较低，容易出现表面不平或是弯曲等情况的问题，从而提供一种表面光滑，弯曲较少，生产合格率高且使用性能较好的改性高密度聚乙烯管及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种改性高密度聚乙烯管的制备方法，其中，所述制备方法包括：
(1)将纳米氧化钙和偶联剂混合，得到混合物M1；
(2)向混合物M1中加入高密度聚乙烯树脂和POE树脂混合，得到混合物M2；
(3)将混合物M2挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述POE树脂的用量为20-80重量份，所述纳米氧化钙的用量为10-50重量份，所述偶联剂的用量为10-50重量份。
本发明还提供了一种根据上述制备方法制得的改性高密度聚乙烯管。
本发明还提供了一种上述改性高密度聚乙烯管的应用。
本发明通过以高密度聚乙烯树脂为基料，在其中添加POE树脂，同时通过纳米氧化钙及偶联剂配合对上述树脂材料进行改性，从而使得制得的改性高密度聚乙烯树脂具有良好的使用性能，进而使得其在挤出成型后得到的管材的使用性能有了大大的提高，使得该管材不仅表面光滑，且弯曲较少，产品合格率有了大大的提高。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种改性高密度聚乙烯管的制备方法，其中，所述制备方法包括：
(1)将纳米氧化钙和偶联剂混合，得到混合物M1；
(2)向混合物M1中加入高密度聚乙烯树脂和POE树脂混合，得到混合物M2；
(3)将混合物M2挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述POE树脂的用量为20-80重量份，所述纳米氧化钙的用量为10-50重量份，所述偶联剂的用量为10-50重量份。
上述设计通过以高密度聚乙烯树脂为基料，在其中添加POE树脂，同时通过纳米氧化钙及偶联剂配合对上述树脂材料进行改性，从而使得制得的改性高密度聚乙烯树脂具有良好的使用性能，进而使得其在挤出成型后得到的管材的使用性能有了大大的提高，使得该管材不仅表面光滑，且弯曲较少，产品合格率有了大大的提高。
为了使得制得的改性高密度聚乙烯管的表面光滑度更高，且弯曲产品更少，具有更高的生产合格率，同时使用性能也有了进一步的提高，在本发明的一种优选的实施方式中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述POE树脂的用量为40-60重量份，所述纳米氧化钙的用量为20-40重量份，所述偶联剂的用量为20-40重量份。
为了使制得的改性高密度聚乙烯管具有更好的使用性能，在实际使用过程中可以运用于更多的领域，在本发明的一种更为优选的实施方式中，步骤(2)中还可以包括向混合物M2中加入稳定剂、增韧剂和润滑剂；相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述稳定剂的用量为2-10重量份，所述增韧剂的用量为1-5重量份，所述润滑剂的用量为1-5重量份。通过添加此类辅料，使得其使用性能有了大大的提高。
当然，为了使其满足更高的使用要求，在本发明的一种更为优选的实施方式中，步骤(2)中还包括向混合物M2中加入增白剂和抗紫外剂；相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述增白剂的用量为100-180重量份，所述抗紫外剂的用量为1-5重量份。从而使其外观更好，且具有较好的抗紫外性能。
所述纳米氧化钙可以为本领域常规使用的纳米氧化钙类型，只要使得其能够满足本领域常用的纳米级别即可，在此不一一举例，例如，在发明的一种优选的实施方式中，所述纳米氧化钙可以选择为粒径不大于500nm的纳米氧化钙颗粒，从而使其更易于混匀于其他材料中。
所述偶联剂可以为本领域常规使用的偶联剂类型，当然，为了使制得的高密度聚乙烯管具有更好的使用性能，且合格率更高，在本发明的一种优选的实施方式中，所述偶联剂可以进一步优选为硅烷偶联剂。
所述稳定剂可以为本领域常规使用的稳定剂类型，在此不作赘述，当然，为了使得制得的高密度聚乙烯管具有更好的稳定性，在本发明的一种优选的实施方式中，所述稳定剂可以选择为双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡。
所述润滑剂可以为本领域常规使用的润滑剂类型，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述润滑剂可以为硬脂酸、石蜡和聚乙烯蜡中的一种或多种。
所述塑化剂为本领域常规使用的塑化剂类型，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述塑化剂可以为氯化聚乙烯。
所述增白剂为本领域常规使用的增白剂类型，在此不作赘述，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述增白剂可以为2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩。
所述抗紫外剂为本领域常规使用的抗紫外剂类型，只要能使得得到的改性高密度聚乙烯管具有良好的抗紫外性能即可，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得其具有更好的抗紫外性能，所述抗紫外剂可以为钛白粉。
挤出成型的温度可以按照本领域常规标准进行设置，当然，根据各种材料之间的性质，在本发明的一种优选的实施方式中，挤出成型的挤出温度可以设置为110-140℃，以使得其挤出后的改性高密度聚乙烯管具有更好的使用性能。
本发明还提供了一种根据上述任意一项所述的制备方法制得的改性高密度聚乙烯管。
本发明还提供了一种上述改性高密度聚乙烯管的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，所述高密度聚乙烯树脂为宁波市建德化工有限公司生产的常规市售品，所述POE树脂为东莞市和怡塑胶原料有限公司生产的常规市售品，所述纳米氧化钙为百灵威科技有限公司生产的常规市售品，所述硅烷偶联剂为南京曙光化工集团有限公司生产的牌号为KH570的常规市售品，所述双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡为南通艾德旺化工有限公司的市售品，所述2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩为上海安妍生物有限公司的市售品，所述氯化聚乙烯为临沂奥星化工有限公司的市售品，所述硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡和钛白粉为常规市售品。
实施例1
将20g纳米氧化钙和20g硅烷偶联剂混合，得到混合物M1；向混合物M1中加入100g高密度聚乙烯树脂、40gPOE树脂、2g双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、1g增韧剂、1g氯化聚乙烯、100g2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩和1g钛白粉混合，得到混合物M2；将混合物M2通过110℃的挤出机挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管A1。
实施例2
将40g纳米氧化钙和40g硅烷偶联剂混合，得到混合物M1；向混合物M1中加入100g高密度聚乙烯树脂、60gPOE树脂、10g双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、5g增韧剂、5g氯化聚乙烯、180g2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩和5g钛白粉混合，得到混合物M2；将混合物M2通过140℃的挤出机挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管A2。
实施例3
将30g纳米氧化钙和30g硅烷偶联剂混合，得到混合物M1；向混合物M1中加入100g高密度聚乙烯树脂、50gPOE树脂、5g双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、3g增韧剂、3g氯化聚乙烯、150g2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩和3g钛白粉混合，得到混合物M2；将混合物M2通过120℃的挤出机挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管A3。
实施例4
将10g纳米氧化钙和10g硅烷偶联剂混合，得到混合物M1；向混合物M1中加入100g高密度聚乙烯树脂和20gPOE树脂混合，得到混合物M2；将混合物M2通过110℃的挤出机挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管A4。
实施例5
将50g纳米氧化钙和50g硅烷偶联剂混合，得到混合物M1；向混合物M1中加入100g高密度聚乙烯树脂和80gPOE树脂混合，得到混合物M2；将混合物M2通过140℃的挤出机挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管A5。
对比例1
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，所述POE树脂的用量为10g，所述纳米氧化钙的用量为5g，所述硅烷偶联剂的用量为5g，得到改性高密度聚乙烯管D1。
对比例2
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，所述POE树脂的用量为100g，所述纳米氧化钙的用量为80g，所述硅烷偶联剂的用量为80g，得到改性高密度聚乙烯管D2。
对比例3
上海恒杰塑业有限公司生产的常规市售高密度聚乙烯管D3。
测试例
将上述制得的A1-A5和D1-D3分别取长度为1m的管材，将管材水平放置，测量每根管材两端之间的高度差d，同时通过观察判断管材表面的光滑度，得到的结果如表1所示。
表1
编号 d(mm) 光滑度
A1 0.2 光滑度好，无凹凸
A2 0.3 光滑度好，无凹凸
A3 0.1 光滑度好，无凹凸
A4 1.1 光滑度好，无凹凸
A5 0.9 光滑度好，优于常规市售品
D1 5.6 光滑度差
D2 7.9 光滑度差
D3 2.5 光滑度良好，满足一般要求
通过表1可以看出，在本发明范围内制得的改性高密度聚乙烯管的弯曲度很轻微，两端高度差小，且光滑度也优于常规市售品，表面具有好的光滑性，在本发明范围外制得的改性高密度聚乙烯管则不具备该良好的性能，同时，在本发明优选范围内制得的改性高密度聚乙烯管则性能更优，具备良好的光滑度和较小的高度差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种改性高密度聚乙烯管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将纳米氧化钙和偶联剂混合，得到混合物M1；
(2)向混合物M1中加入高密度聚乙烯树脂和POE树脂混合，得到混合物M2；
(3)将混合物M2挤出成型，得到改性高密度聚乙烯管；其中，
相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述POE树脂的用量为20-80重量份，所述纳米氧化钙的用量为10-50重量份，所述偶联剂的用量为10-50重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述POE树脂的用量为40-60重量份，所述纳米氧化钙的用量为20-40重量份，所述偶联剂的用量为20-40重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤(2)中还包括向混合物M2中加入稳定剂、增韧剂和润滑剂；相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述稳定剂的用量为2-10重量份，所述增韧剂的用量为1-5重量份，所述润滑剂的用量为1-5重量份。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤(2)中还包括向混合物M2中加入增白剂和抗紫外剂；相对于100重量份的所述高密度聚乙烯树脂，所述增白剂的用量为100-180重量份，所述抗紫外剂的用量为1-5重量份。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述纳米氧化钙的粒径不大于500nm；
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其中，
所述稳定剂为双巯基乙酸异辛酯二正辛基锡；
所述润滑剂为硬脂酸、石蜡和聚乙烯蜡中的一种或多种；
所述塑化剂为氯化聚乙烯。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其中，
所述增白剂为2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩；
所述抗紫外剂为钛白粉。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，挤出成型的挤出温度为110-140℃。
9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的改性高密度聚乙烯管。
10.一种根据权利要求9所述的改性高密度聚乙烯管的应用。
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