CN105385007A - 一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法 - Google Patents

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李刚
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Abstract

本发明公开了一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：先将部分原料投入高速搅拌机内，高速搅拌加热后，冷却至室温，得混合料A；然后将剩余原料投入高速搅拌机内，高速搅拌加热后，冷却至室温，得混合料B；将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；将得到的混合料送至双螺杆挤出机中，挤出成型制成管材即可。本发明制得的聚乙烯管材耐化学腐蚀性能优异，同时具有耐日晒光曝、尺寸稳定性好、耐老化等优点，经久耐用，适用腐蚀介质的输送，制备成本较低，适用于工业化生产。

Description

一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法。
背景技术
随着现代工业的飞速发展，对于产品的使用性能也提出了更高的要求，例如大型钢厂、铝厂、电厂、化工厂内对液态或气态化工产品的输送，主要是采用管道输送，方便快捷。而以前的输送管道主要是金属管道，尤其是合金钢管道，在诸多领域具有广泛的应用。可是金属的防腐耐磨问题已成为制约其发展的难关。材料科学工作者已采用各种技术来增加金属材料的使用寿命，不少人采用表面涂层、表面处理、甚至采用与陶瓷复合，但其效果至今仍不尽人意。涂层能够使基体与腐蚀介质隔离，起到阻止或延缓腐蚀的作用，但是涂层中残留部分溶剂，会污染输送的工业原料，漆膜交联密度较大，普遍存在脆性大、耐冲击性差等共性缺点，尤其是在高冲击强度作用下，漆膜易出现开裂、脱落等现象，还有在进行涂覆过程中易出现粘度增加，反应速度慢，固化时间长等问题；而采用陶瓷、玻璃等无机非金属材料来取代金属，但其脆性较大、陶瓷与金属之间的粘结性差也是难以使其取得突破性发展。另有采用玻璃钢来取代金属，但其耐温性低和抗老化性能差，也很难使其完全取代金属材料。而高分子材料管材与传统金属管道相比，具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，受到了管道工程界的青睐并占据了相当重要的位置，形成一种势不可当的发展趋势。
聚乙烯管材因其重量轻和成本低的优点，被广泛使用，然而人们在使用管材的过程中发现，普通聚乙烯管材由于本身材料的原因，导致管材在施工安装和使用过程中仍然还存在一些不足，其材料本身脆性比较大，在潮湿等恶劣环境下使用时，也容易受腐蚀等自身缺陷，其添加后生产的产品往往难以满足性能的要求，在很大程度上制约了其在工业产品中的使用。因此如何在降低生产成本的基础上，制作一种聚乙烯管材保持其有较好的抗腐蚀性以及抗老化性，耐日晒光曝是本发明要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法。
本发明的技术方案为：一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯68-72份、醋酸乙烯8-10份、增塑剂5-9份、丁基化羟基甲苯2-4份、叶蜡石粉3-6份、偶联剂4-8份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将乙丙橡胶30-40份、氯化聚乙烯3-6份、碳纤维2-3份、加工助剂3-5份、润滑剂3-10份、液体石蜡3-8份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述助剂由以下方法制得：将膨润土在650℃下煅烧1-3小时，出料冷却后与聚异丁烯、石墨粉混合研磨成粉，然后将石蜡加热熔化后加入，600-800转/分钟搅拌分散20分钟，即得所述助剂。
所述润滑剂为硬脂酸和石蜡的混合物，硬脂酸与石蜡的质量比为2.4:1。
所述增塑剂采用己二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯或环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯。
所述加工助剂为丙烯酸酯共聚物ACR401。
所述偶联剂采用γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
有益效果：
本发明制得的聚乙烯管材耐化学腐蚀性能优异，同时具有耐日晒光曝、尺寸稳定性好、耐老化等优点，经久耐用，适用腐蚀介质的输送，制备成本较低，适用于工业化生产。
具体实施方式：
实施例1
一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯68份、醋酸乙烯8份、增塑剂5份、丁基化羟基甲苯2份、叶蜡石粉3份、偶联剂4份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将乙丙橡胶30份、氯化聚乙烯3份、碳纤维2份、加工助剂3份、润滑剂3份、液体石蜡3份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述助剂由以下方法制得：将膨润土在650℃下煅烧1-3小时，出料冷却后与聚异丁烯、石墨粉混合研磨成粉，然后将石蜡加热熔化后加入，600-800转/分钟搅拌分散20分钟，即得所述助剂。所述润滑剂为硬脂酸和石蜡的混合物，硬脂酸与石蜡的质量比为2.4:1。所述增塑剂采用己二酸二辛酯。所述加工助剂为丙烯酸酯共聚物ACR401。所述偶联剂采用γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
实施例2
一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯72份、醋酸乙烯10份、增塑剂9份、丁基化羟基甲苯4份、叶蜡石粉6份、偶联剂8份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将乙丙橡胶40份、氯化聚乙烯6份、碳纤维3份、加工助剂5份、润滑剂10份、液体石蜡8份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述助剂由以下方法制得：将膨润土在650℃下煅烧1-3小时，出料冷却后与聚异丁烯、石墨粉混合研磨成粉，然后将石蜡加热熔化后加入，600-800转/分钟搅拌分散20分钟，即得所述助剂。所述润滑剂为硬脂酸和石蜡的混合物，硬脂酸与石蜡的质量比为2.4:1。所述增塑剂采用磷酸三甲苯酯。所述加工助剂为丙烯酸酯共聚物ACR401。所述偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
实施例3
一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，此方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯70份、醋酸乙烯9份、增塑剂7份、丁基化羟基甲苯3份、叶蜡石粉5份、偶联剂6份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将乙丙橡胶35份、氯化聚乙烯5份、碳纤维2份、加工助剂4份、润滑剂6份、液体石蜡5份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
所述助剂由以下方法制得：将膨润土在650℃下煅烧1-3小时，出料冷却后与聚异丁烯、石墨粉混合研磨成粉，然后将石蜡加热熔化后加入，600-800转/分钟搅拌分散20分钟，即得所述助剂。所述润滑剂为硬脂酸和石蜡的混合物，硬脂酸与石蜡的质量比为2.4:1。所述增塑剂采用环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯。所述加工助剂为丙烯酸酯共聚物ACR401。所述偶联剂采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
上述实施例1-3制得的管材性能检测如下表所示：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3
抗拉强度(MPa） 89 86 87
屈服强度(MPa） 76 73 75
拉伸弹性模量(MPa） 4255 4335 4275
弯曲弹性模量(GPa） 3.2 3.2 3.1
纵向回缩率（%） 1.4 1.5 1.5
老化系数（70℃，144h） 0.74 0.73 0.75
耐酸试验（10%盐酸，60℃，48h） 无腐蚀现象 无腐蚀现象 无腐蚀现象
耐碱试验（40%氢氧化钠，60℃，48h） 无腐蚀现象 无腐蚀现象 无腐蚀现象
耐盐试验（50%氯化钠，60℃，48h） 无腐蚀现象 无腐蚀现象 无腐蚀现象

Claims (6)

1.一种用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于此方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯68-72份、醋酸乙烯8-10份、增塑剂5-9份、丁基化羟基甲苯2-4份、叶蜡石粉3-6份、偶联剂4-8份一同投入高速搅拌机内，2400-2600rpm高速搅拌至料温达到95℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料A；（2）将乙丙橡胶30-40份、氯化聚乙烯3-6份、碳纤维2-3份、加工助剂3-5份、润滑剂3-10份、液体石蜡3-8份一同投入高速搅拌机内，3000-3200rpm高速搅拌至料温达到85℃时停止搅拌，冷却至室温，得混合料B；（3）将上述得到的混合料A和混合料B一同投入高速搅拌机内，2500-3500rpm高速搅拌至料温达到120℃时停止搅拌；然后将物料输送到冷混机中搅拌降温，待物料温度降至室温，出料；（4）将步骤（3）得到的混合料送至双螺杆挤出机中，在195-200℃加工温度下挤出成型制成管材即可。
2.根据权利要求1所述用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于：所述助剂由以下方法制得：将膨润土在650℃下煅烧1-3小时，出料冷却后与聚异丁烯、石墨粉混合研磨成粉，然后将石蜡加热熔化后加入，600-800转/分钟搅拌分散20分钟，即得所述助剂。
3.根据权利要求1所述用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸和石蜡的混合物，硬脂酸与石蜡的质量比为2.4:1。
4.根据权利要求1所述用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于：所述增塑剂采用己二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯或环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯。
5.根据权利要求1所述用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于：所述加工助剂为丙烯酸酯共聚物ACR401。
6.根据权利要求1所述用于输送化学品的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于：所述偶联剂采用γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
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