CN105156777A - 一种高环刚度ldpe无孔双壁波纹管及其制备方法 - Google Patents

一种高环刚度ldpe无孔双壁波纹管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高环刚度LDPE无孔双壁波纹管及其制备方法，高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，包括内管和外管，其中，内管复合在外管的内壁；高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的原料包括如下组分：PPR原料50-60份，超细活性钙3O-40份，PE碏1-2份，硬脂酸2-4份和LDPE原料5一10份，所述份数为质量份数。本发明高环刚度LDPE无孔双壁波纹管结构简单，具有耐内压强、热稳定性好、环刚度强、耐冲击性能好、环柔性好、蠕变比率小、质量轻等特点，质量超过现有国家标准，尤其是环刚度相对现有技术的提升非常显著；本发明制备方法简单、成本相对现有技术降低非常明显。

Description

一种高环刚度LDPE无孔双壁波纹管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高环刚度LDPE无孔双壁波纹管及其制备方法，属于管材领域。
背景技术
随着我国国民经济持续稳定的高速增长，为城镇基础设施建设提供了良好的宏观环境和广阔空间。随着我国对于环境保护的日益重视，从中央到地方各级政府出台了一系列节水、治污保护环境的政策法规。供水、节水、排水及污水治理将成为今后城市市政建设的重点，这为大口径塑料管的推广应用提供了市场发展空间。由于结构壁管可以节省原料，降低成本，因此结构壁管已经成为大口径排水排污管道的主流产品，但现有的结构管壁存在环刚度偏低、重量偏大、耐冲击性能差、蠕变比率大、成本高等缺陷。
发明内容
为了解决现有技术中结构管壁存在环刚度偏低的缺陷，进一步解决结构管壁存在重量偏大、耐冲击性能差、蠕变比率大、成本高等缺陷等问题，本发明提供一种高环刚度LDPE无孔双壁波纹管及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，包括内管和外管；外管的长度方向为起伏的波浪结构，外管上任意两相邻波浪圈的间距均相等，外管上相邻两波浪圈间由平管过渡，且外管上的波浪圈与外管的长度方向垂直，其中，外管波浪圈的浪高为13-14mm，外管波浪圈的浪宽为9-12mm，外管波浪圈的浪间距为6-7mm；内管的长度方向为起伏的波浪结构或平管结构，内管复合在外管的内壁，当内管的长度方向为起伏的波浪结构时，内管上任意两相邻波浪圈的间距均相等，内管上相邻两波浪圈间由平管过渡，且内管上的波浪圈与内管的长度方向垂直，其中，内管波浪圈的浪高为2-3mm，内管波浪圈的浪宽为9-12mm，内管波浪圈的浪间距为6-7mm，外管波浪圈的浪峰位置对应着内管波浪圈的波峰位置，外管的平管部分对应内管的平管部分，且外管的平管部分与内管的平管部分无缝复合在一起，外管波浪圈的波峰与内管波浪圈的波峰之间形成密闭的腔体结构。
上述波浪结构可看作是由一圈一圈的波浪圈及波浪圈之间的过渡段组成；由平管过渡中平管指平滑无波浪的直管；外管上任意两相邻波浪圈的间距均相等，即外管上的波浪圈为等间距设置。
上述高环刚度LDPE无孔双壁波纹管结构简单，具有耐内压强、热稳定性好、环刚度强、耐冲击性能好、环柔性好、蠕变比率小等特点。
为了进一步提高双壁波纹管的环刚度等机械性能，优选，外管波浪圈的波峰内壁复合有金属支撑圈。也即支撑圈复合在内管与外管之间。
上述波峰指波浪圈外凸的最高点。本申请从内到外的方向与管内到管外的方向一致。
为了进一步提高双壁波纹管的环刚度等机械性能，优选，外管的长度方向为起伏的矩形波浪结构，矩形波浪的各角处均由圆角过渡。
上述矩形波浪结构，指波浪圈的轴向截面为矩形。
为了进一步保证双壁波纹管的机械性能，同时节约成本，优选，支撑圈位于外管波浪圈的波峰内壁的中心位置，且与波峰内壁无缝贴合，支撑圈的宽为4-5mm，厚为1-3mm。
为了方便管道的连接，高环刚度LDPE无孔双壁波纹管一端为扩口，其中扩口为等内径的平管结构，扩口的内壁与内管的内壁平滑过渡，扩口的外壁与外管的外壁平滑过渡，扩口的内壁上设有一层热熔胶层，且扩口的内径与外管的最大外径相等。
外管的最大外径，即外管浪峰处的外径。
为了方便管道的连接，同时进一步保证连接的密封性能，高环刚度LDPE无孔双壁波纹管一端为扩口，其中扩口为等内径的平管结构，扩口的内壁与内管的内壁平滑过渡，扩口的外壁与外管的外壁平滑过渡，扩口的最大内径不小于外管的最大外径，扩口的内部设有两圈以上的弹性圈，弹性圈的间距与外管波浪圈的浪间相等，弹性圈的厚度小于外管波浪圈的浪高。
即扩口为等内径的直管结构，扩口与内管和外管通过平滑的过渡段连接；上述扩口的最大内径指，非弹性圈处的内径，也即扩口直管段的内径；连接时，只需将另一双壁螺纹管插入扩口，弹性圈在挤压的作用下，不会对连接造成难度，当连接好后，弹性圈正好位于外管的相邻两波浪圈之间，从而起到很好的密封作用。
为了方便使用，保证双壁管的通用性，外管上所有波浪圈的浪高均相等；内管的长度方向若为起伏的波浪结构时，内管上所有波浪圈的浪高也均相等。
上述高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的制备方法，高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的原料包括如下组分：PPR原料50-60份，超细活性钙3O-40份，PE碏1-2份，硬脂酸2-4份和LDPE原料5一10份，所述份数为质量份数。
申请人经研究发现，上述各组分之间的协同效应非常明显，所制备的双壁波纹管的机械性能提升非常显著，尤其是环刚度的提升。
为使所得双壁波纹管的环刚度有进一步的提升，优选，超细活性钙的粒径为2000-5000目，白度大于95。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，使所得双壁波纹管的机械性能，尤其是环刚度有更进一步的提升，优选，PE碏的熔点为105-115℃，黏度(CPSS140℃)10-80，分子量为2500-3500；LDPE原料的熔体流动速率为5-20g/10min。
上述熔体流动速率为190℃，2.16kg载荷下所测。
上述高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：
A、将超细活性钙与硬脂酸在搅拌速度为2000-3000r/min、温度为110-120℃的条件下混合20-35min；
B、将PPR原料、PE碏和LDPE原料加入步骤A所得物料中，在搅拌速度为300-500r/min、温度为25-45℃的条件下混合10-15min；
C、将步骤B所得物料经双螺杆挤出机塑化专用模头挤出，经双壁玻纹模具定型，然后再用2O-25℃水再定型，即得。
本发明制备方法，有效效减少了PPR原料、LDPE原料等的使用量，不仅成本低廉，而且使所得管道的环刚度得到了显著的提升，重量得到显著的降低。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明高环刚度LDPE无孔双壁波纹管结构简单，具有耐内压强、热稳定性好、环刚度强、耐冲击性能好、环柔性好、蠕变比率小、质量轻等特点，质量超过现有国家标准，尤其是环刚度相对现有技术的提升非常显著；本发明制备方法简单、成本相对现有技术降低非常明显。
附图说明
图1为本发明高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的剖视图；
图中，1为内管，2为外管，3为波浪圈，4为支撑圈。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，包括内管和外管；外管的长度方向为起伏的波浪结构，外管上任意两相邻波浪圈的间距均相等，外管上相邻两波浪圈间由平管过渡，且外管上的波浪圈与外管的长度方向垂直，其中，外管波浪圈的浪高为13mm，外管波浪圈的浪宽为10mm，外管波浪圈的浪间距为6mm；内管的长度方向为起伏的波浪结构，内管复合在外管的内壁，内管上任意两相邻波浪圈的间距均相等，内管上相邻两波浪圈间由平管过渡，且内管上的波浪圈与内管的长度方向垂直，其中，内管波浪圈的浪高为2mm，内管波浪圈的浪宽为10mm，内管波浪圈的浪间距为6mm，外管波浪圈的浪峰位置对应着内管波浪圈的波峰位置，外管的平管部分对应内管的平管部分，且外管的平管部分与内管的平管部分无缝复合在一起，外管波浪圈的波峰与内管波浪圈的波峰之间形成密闭的腔体结构。
外管上所有波浪圈的浪高均相等；内管的长度方向若为起伏的波浪结构时，内管上所有波浪圈的浪高也均相等。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是：内管的长度方向为平管结构。
实施例3
与实施例1基本相同，所不同的是：外管波浪圈的波峰内壁复合有铁支撑圈。
实施例4
与实施例3基本相同，所不同的是：外管的长度方向为起伏的矩形波浪结构，矩形波浪的各角处均由圆角过渡；支撑圈位于外管波浪圈的波峰内壁的中心位置，且与波峰内壁无缝贴合，支撑圈的宽为4mm，厚为2mm。
实施例5
与实施例1基本相同，所不同的是：高环刚度LDPE无孔双壁波纹管一端为扩口，其中扩口为等内径的平管结构，扩口的内壁与内管的内壁平滑过渡，扩口的外壁与外管的外壁平滑过渡，扩口的内壁上设有一层热熔胶层，且扩口的内径与外管的最大外径相等。
实施例6
与实施例1基本相同，所不同的是：高环刚度LDPE无孔双壁波纹管一端为扩口，其中扩口为等内径的平管结构，扩口的内壁与内管的内壁平滑过渡，扩口的外壁与外管的外壁平滑过渡，扩口的最大内径不小于外管的最大外径，扩口的内部设有两圈以上的弹性圈，弹性圈的间距与外管波浪圈的浪间相等，弹性圈的厚度小于外管波浪圈的浪高。
各实施例中所用原料如下：
PPR原料，牌号240LP，厂家：韩国晓星公司(实施例1-6)；超细活性钙，厂家：临沂市凯奥化工有限公司，白度大于95，粒径3000目(实施例1、2、4)，粒径5000目(实施例3、5、6)；PE碏，型号CH-4：熔点为105-115℃，黏度(CPSS140℃)10-80，分子量为2500(实施例1、2)，厂家：江阴和隆新材料科技有限公司；PE碏，型号CH-5：熔点为105-115℃，黏度(CPSS140℃)10-40，分子量为3000(实施例3、4)，厂家：江阴和隆新材料科技有限公司；PE碏，型号CH-6：熔点为105-115℃，黏度(CPSS140℃)10-80，分子量为3500(实施例5、6)，厂家：江阴和隆新材料科技有限公司；硬脂酸，厂家：内蒙古皓海化工有限责任公司(实施例1-6)；LDPE原料，LLDPE218W沙特SABIC，熔体流动速率5g/10min(测试方法ASTMD-1238)(实施例1、2、4)；LDPE原料，LLDPEDNDA-7144茂名石化，熔体流动速率20g/10min(测试方法ASTMD-1238))(实施例3、5、6)。
表1各实施例的原料表
表1中的份数为质量份数。
各实施例中高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的制备，包括顺序相接的如下步骤：
A、将超细活性钙与硬脂酸在搅拌速度为2500r/min、温度为110-120℃的条件下混合30min；
B、将PPR原料、PE碏和LDPE原料加入步骤A所得物料中，在搅拌速度为400r/min、温度为30℃的条件下混合13min；
C、将步骤B所得物料经双螺杆挤出机塑化专用模头挤出，挤出温度为200-205℃，经双壁玻纹模具定型后，用2O-25℃水再定型，即得。各实施例所得公称内径均为500mm。
表2各实施例所得产品的性能表
表3各实施例所得产品的性能表

Claims (10)

1.一种高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，其特征在于：包括内管和外管；外管的长度方向为起伏的波浪结构，外管上任意两相邻波浪圈的间距均相等，外管上相邻两波浪圈间由平管过渡，且外管上的波浪圈与外管的长度方向垂直，其中，外管波浪圈的浪高为13-14mm，外管波浪圈的浪宽为9-12mm，外管波浪圈的浪间距为6-7mm；内管的长度方向为起伏的波浪结构或平管结构，内管复合在外管的内壁，当内管的长度方向为起伏的波浪结构时，内管上任意两相邻波浪圈的间距均相等，内管上相邻两波浪圈间由平管过渡，且内管上的波浪圈与内管的长度方向垂直，其中，内管波浪圈的浪高为2-3mm，内管波浪圈的浪宽为9-12mm，内管波浪圈的浪间距为6-7mm，外管波浪圈的浪峰位置对应着内管波浪圈的波峰位置，外管的平管部分对应内管的平管部分，且外管的平管部分与内管的平管部分无缝复合在一起，外管波浪圈的波峰与内管波浪圈的波峰之间形成密闭的腔体结构。
2.如权利要求1所述的高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，其特征在于：外管波浪圈的波峰内壁复合有金属支撑圈。
3.如权利要求2所述的高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，其特征在于：外管的长度方向为起伏的矩形波浪结构，矩形波浪的各角处均由圆角过渡。
4.如权利要求3所述的高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，其特征在于：支撑圈位于外管波浪圈的波峰内壁的中心位置，且与波峰内壁无缝贴合，支撑圈的宽为4-5mm，厚为1-3mm；外管上所有波浪圈的浪高均相等；内管的长度方向若为起伏的波浪结构时，内管上所有波浪圈的浪高也均相等。
5.如权利要求1-4任意一项所述的高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，其特征在于：高环刚度LDPE无孔双壁波纹管一端为扩口，其中扩口为等内径的平管结构，扩口的内壁与内管的内壁平滑过渡，扩口的外壁与外管的外壁平滑过渡，扩口的内壁上设有一层热熔胶层，且扩口的内径与外管的最大外径相等。
6.如权利要求1-4任意一项所述的高环刚度LDPE无孔双壁波纹管，其特征在于：高环刚度LDPE无孔双壁波纹管一端为扩口，其中扩口为等内径的平管结构，扩口的内壁与内管的内壁平滑过渡，扩口的外壁与外管的外壁平滑过渡，扩口的最大内径不小于外管的最大外径，扩口的内部设有两圈以上的弹性圈，弹性圈的间距与外管波浪圈的浪间相等，弹性圈的厚度小于外管波浪圈的浪高。
7.权利要求1-6任意一项所述的高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的制备方法，其特征在于：高环刚度LDPE无孔双壁波纹管的原料包括如下组分：PPR原料50-60份，超细活性钙3O-40份，PE碏1-2份，硬脂酸2-4份和LDPE原料5一10份，所述份数为质量份数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：超细活性钙的粒径为2000-5000目，白度大于95。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于：PE碏的熔点为105-115℃，黏度(CPSS140℃)10-80，分子量为2500-3500；LDPE原料的熔体流动速率为5-20g/10min。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：
A、将超细活性钙与硬脂酸在搅拌速度为2000-3000r/min、温度为110-120℃的条件下混合20-35min；
B、将PPR原料、PE碏和LDPE原料加入步骤A所得物料中，在搅拌速度为300-500r/min、温度为25-45℃的条件下混合10-15min；
C、将步骤B所得物料经双螺杆挤出机塑化专用模头挤出，经双壁玻纹模具定型，然后再用2O-25℃水再定型，即得。
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