CN105906925B - 一种抗辐射通信管材的制备方法 - Google Patents

一种抗辐射通信管材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗辐射通信管材的制备方法，包括：步骤一、制备玻纤增强高密度聚乙烯；步骤二、对玻纤增强高密度聚乙烯改性；步骤三、干燥；步骤四、将物料粒投入双螺杆挤出机中挤出造粒；步骤五、将步骤四中制得的料粒干燥后投入至注塑机中，注塑成型制得成型通信管材；步骤六、对步骤五中制备的通信管材进行性能分析。本发明通过对通信管材材料配方的改进以及对制备工艺的控制，提高了通信管材的韧性，而且通信管材具有高的比强度、比刚度、以及较好的电磁屏蔽性能。

Description

一种抗辐射通信管材的制备方法
技术领域
本发明涉及通信管材领域，具体涉及一种抗辐射通信管材的制备方法。
背景技术
PE管材是除PVC管材最常用的管材之一，PE管材具有优越的抗腐蚀性、良好的强度、能够承受一定应变能力，使用寿命长，其具有重量轻、易于安装、具有良好的柔韧性、耐低温等优点，应用在众多领域中。
但是，现在常用的PE管材也存在着一些缺陷：强度相对较低，在敷设或者使用过程中容易被毁损，并且对环境的耐候性较差，在寒冷的地区，温度零度以下不适合敷设施工，这时聚乙烯管容易脆裂；另外PE管易老化，使用寿命较低。
为了解决上述问题，开发研究了高密度聚乙烯管材，高密度聚乙烯管材的使用温度范围较普通PE管材宽，质地坚硬而且有韧性，抗内压强度高，耐环境应力开裂性良好。但是，我国的高密度聚乙烯管材相对较少，现在希望通过对聚乙烯做一些改性研究，提高聚乙烯通信管材的强度，提高其耐环境性能，拓宽其使用环境的温度范围。
目前，常用的高密度聚乙烯通信管材韧性较差，需要对管材增韧，抗辐射性能较差，易老化，并且其电气屏蔽性能较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种抗辐射通信管材的制备方法，本发明通过对通信管材材料配方的改进以及对制备工艺的控制，提高了通信管材的韧性，而且通信管材具有高的比强度、比刚度、以及较好的电磁屏蔽性能。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种抗辐射通信管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取100份高密度聚乙烯、15份玻璃纤维进行干燥处理，加入高速混料机，混料1.5min；将混合物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得玻纤增强高密度聚乙烯；
步骤二、称取100份步骤一中制得的玻纤增强高密度聚乙烯，5-15份改性剂，5-10份助剂，0.05-0.1份AZ31合金和/ZK60合金，将称取的各个物料投入到高速混料机，在4000r/min速度下，混料3min；
步骤三、将步骤二中的混合物料在80℃下烘干90min；
步骤四、将步骤三中的物料粒投入双螺杆挤出机中挤出造粒，各阶段挤出造粒的工艺条件为：第一段温度为160℃，第二段温度为170℃，第三段温度为180℃，第四段温度为190℃，第五段温度为200℃，第六段温度为210℃，机头温度为205℃，熔体温度为195℃，喂料速度为20.5r/min，主机转速为38.5r/min，牵引速度为48.5r/min；
步骤五、将步骤四中制得的料粒干燥后投入至注塑机中，注塑成型，注塑加工工艺条件为：料筒第一阶段温度为180-195℃，第二阶段温度为175-185℃，第三阶段温度为170-180℃，第四阶段温度为170-180℃，喷嘴温度为180-195℃，塑化压力变为注塑环境中的压力的120％，注射压力保持60％，保压压力变为30％，冷却45s，出模，制得成型通信管材；
步骤六、对步骤五中制备的通信管材进行性能分析。
进一步优选地，步骤一中挤出造粒加工工艺条件为：第一段温度为110℃，第二段温度为120℃，第三段温度为125℃，第四段温度为130℃，第五段温度为135℃，第六段温度为140℃，机头温度为155℃，熔体温度为150℃，喂料速度为15.5r/min，主机转速为36.5r/min，牵引速度为43.5r/min。
进一步优选地，步骤二中所述改性剂包括以下中的一种或几种：乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。
进一步优选地，步骤二中所述助剂包括4.5-8.5份重质碳酸钙、0.5-0.9份硬脂酸、0.1-0.5份石蜡。
本发明的有益效果是:
本发明对通信管材材料配方和工艺进行改进，先制备了玻纤增强高密度聚乙烯母料，玻纤增强高密度聚乙烯的拉伸强度要比纯高密度聚乙烯高，但是会损失材料的断裂伸长率，本方法中通过改性剂对玻纤增强高密度聚乙烯进行改性，提高了通信管材的韧性，并且添加了助剂提高了管材的综合强度，使通信管材具有高的比强度、比刚度；在材料中添加了AZ31合金和/ZK60合金，提高了管材的电磁屏蔽性能。
在本发明中选用了硬脂酸和石蜡作为润滑剂，在基体中加入润滑剂，有效的防止了材料在熔融状态下吸附在挤出机中，影响挤出产品质量，同时增强熔体的流动性，加工性，便于脱模，减少原料在螺杆中的加工时间，即减少了加工过程中热量的产生，避免在挤出过程中组分发生分解反应，减少由于材料过热引发的熔体破裂，加强了产品的质量。
上述硬脂酸还作为稳定剂，有效的抑制了材料在加工过程中分解，改善了材料的热稳定性，提高了系统润滑性，促进体系的凝胶化程度，增强了熔体流动性。
本发明选用了重质碳酸钙，其流动性能好，避免了加工过程中其它组分混合分布不均匀的现象。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
实施例1中公开了一种抗辐射通信管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取100份高密度聚乙烯、15份玻璃纤维进行干燥处理，加入高速混料机，混料1.5min；将混合物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得玻纤增强高密度聚乙烯；挤出造粒加工工艺条件为：第一段温度为110℃，第二段温度为120℃，第三段温度为125℃，第四段温度为130℃，第五段温度为135℃，第六段温度为140℃，机头温度为155℃，熔体温度为150℃，喂料速度为15.5r/min，主机转速为36.5r/min，牵引速度为43.5r/min。
步骤二、步骤二中材料组分如表1中所示：
表1 实施例1中的配方表
将称取的各个物料投入到高速混料机，在4000r/min速度下，混料3min。
步骤三、将步骤二中的混合物料在80℃下烘干90min。
步骤四、将步骤三中的物料粒投入双螺杆挤出机中挤出造粒，各阶段挤出造粒的工艺条件为：第一段温度为160℃，第二段温度为170℃，第三段温度为180℃，第四段温度为190℃，第五段温度为200℃，第六段温度为210℃，机头温度为205℃，熔体温度为195℃，喂料速度为20.5r/min，主机转速为38.5r/min，牵引速度为48.5r/min。
步骤五、将步骤四中制得的料粒干燥后投入至注塑机中，注塑成型，注塑加工工艺条件为：料筒第一阶段温度为180-195℃，第二阶段温度为175-185℃，第三阶段温度为170-180℃，第四阶段温度为170-180℃，喷嘴温度为180-195℃，塑化压力变为注塑环境中的压力的120％，注射压力保持60％，保压压力变为30％，冷却45s，出模，制得成型通信管材。
步骤六、对步骤五中制备的通信管材进行性能分析。
实施例2
实施例2中的制备工艺如实施例1中的相同，不同之处在于管材材料的配方，其步骤二中的材料配方如表2中所示。
表2 实施例2中的配方表
实施例3
实施例3中的制备工艺如实施例1中的相同，不同之处在于管材材料的配方，其步骤二中的材料配方如表3中所示。
表3 实施例3中的配方表
实施例4
实施例4中的制备工艺如实施例1中相同，不同之处在于管材材料的配方，其步骤二中的材料配方如表4中所示。
表4 实施例4中的配方表
实施例5
实施例5的材料配方如表5中所示。
表5 实施例5中的配方表
实施例6
实施例6的材料配方如表6中所示。
表6 实施例6中的配方表
实施例7
实施例7中的材料配方如表7中所示。
表7 实施例7中的配方表
实施例8
实施例8的材料配方如表8中所示。
表8 实施例8中的配方表
实施例9
实施例9的材料配方如表9中所示。
表9 实施例9中的配方表
对比例
对比例中的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取100份高密度聚乙烯、15份玻璃纤维进行干燥处理，加入高速混料机，混料1.5min；将混合物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得玻纤增强高密度聚乙烯；挤出造粒加工工艺条件为：第一段温度为110℃，第二段温度为120℃，第三段温度为125℃，第四段温度为130℃，第五段温度为135℃，第六段温度为140℃，机头温度为155℃，熔体温度为150℃，喂料速度为15.5r/min，主机转速为36.5r/min，牵引速度为43.5r/min。
步骤二、步骤二中材料组分如表10中所示：
表10 对比例中的配方表
将称取的各个物料投入到高速混料机，在4000r/min速度下，混料3min。
步骤三、将步骤二中的混合物料在80℃下烘干90min。
步骤四、将步骤三中的物料粒投入双螺杆挤出机中挤出造粒，各阶段挤出造粒的工艺条件为：第一段温度为160℃，第二段温度为170℃，第三段温度为180℃，第四段温度为190℃，第五段温度为200℃，第六段温度为210℃，机头温度为205℃，熔体温度为195℃，喂料速度为20.5r/min，主机转速为38.5r/min，牵引速度为48.5r/min。
步骤五、将步骤四中制得的料粒干燥后投入至注塑机中，注塑成型，注塑加工工艺条件为：料筒第一阶段温度为180-195℃，第二阶段温度为175-185℃，第三阶段温度为170-180℃，第四阶段温度为170-180℃，喷嘴温度为180-195℃，塑化压力变为注塑环境中的压力的120％，注射压力保持60％，保压压力变为30％，冷却45s，出模，制得成型通信管材。
步骤六、对步骤五中制备的通信管材进行性能分析。
性能测试
(1)拉伸强度测试
拉伸强度是PVC材料最基本的性能之一，样品受到拉力作用，直至断裂，样品承受最大拉伸应力，拉伸强度大，性能佳，按照国标GB/T1040-2006来测试。
(2)弯曲强度测试
弯曲强度测试主要用来检验通信管材在承受弯曲载荷作用时的性能，常用弯曲试验来评价材料的弯曲性能和塑性变形的程度，依照国标GB/T9341-2000。
(3)冲击强度性能测试
在冲击载荷的作用下测定材料冲击强度，冲击强度用于评价材料抵抗冲击的能力或者是判断材料的脆性或者韧性程度，按照国标GB/T1843-1996来测试。
实施例1-9与对比例中制备的管材材料性能测试结果如表11中所示。
表11 测试结果表
由表11中的结果所示，实施例1-9中材料的综合性能比未改性的对比例的综合性能好，实施例4-6中以M-PE作为改性剂的冲击强度要比其余两种改性剂小，并且断裂伸长率小，其余两种改性剂较好，尤其是M-POE，对比实施例7-9中，实施例9中的冲击强度最好，拉伸强度比实施例7和实施例8差一些，实施例8与实施例9的冲击强度差距较小，综合对比，可以选择实施例8作为最佳实施例。
实施例1-9中，对通信管材材料配方和工艺进行改进，先制备了玻纤增强高密度聚乙烯母料，玻纤增强高密度聚乙烯的拉伸强度要比纯高密度聚乙烯高，但是会损失材料的断裂伸长率，本方法中通过改性剂对玻纤增强高密度聚乙烯进行改性，提高了通信管材的韧性，并且添加了助剂提高了管材的综合强度，使通信管材具有高的比强度、比刚度；在材料中添加了AZ31合金和/ZK60合金，提高了管材的电磁屏蔽性能。
在实施例1-9中选用了硬脂酸和石蜡作为润滑剂，在基体中加入润滑剂，有效的防止了材料在熔融状态下吸附在挤出机中，影响挤出产品质量，同时增强熔体的流动性，加工性，便于脱模，减少原料在螺杆中的加工时间，即减少了加工过程中热量的产生，避免在挤出过程中组分发生分解反应，减少由于材料过热引发的熔体破裂，加强了产品的质量。
上述硬脂酸还作为稳定剂，有效的抑制了材料在加工过程中分解，改善了材料的热稳定性，提高了系统润滑性，促进体系的凝胶化程度，增强了熔体流动性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种抗辐射通信管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、取100份高密度聚乙烯、15份玻璃纤维进行干燥处理，加入高速混料机，混料1.5min；将混合物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得玻纤增强高密度聚乙烯；
步骤二、称取100份步骤一中制得的玻纤增强高密度聚乙烯，5-15份改性剂，5-10份助剂，0.05-0.1份AZ31合金和/或ZK60合金，将称取的各个物料投入到高速混料机，在4000r/min速度下，混料3min；所述改性剂包括以下中的一种或几种：乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物；
步骤三、将步骤二中的混合物料在80℃下烘干90min；
步骤四、将步骤三中的物料粒投入双螺杆挤出机中挤出造粒，各阶段挤出造粒的工艺条件为：第一段温度为160℃，第二段温度为170℃，第三段温度为180℃，第四段温度为190℃，第五段温度为200℃，第六段温度为210℃，机头温度为205℃，熔体温度为195℃，喂料速度为20.5r/min，主机转速为38.5r/min，牵引速度为48.5r/min；
步骤五、将步骤四中制得的料粒干燥后投入至注塑机中，注塑成型，注塑加工工艺条件为：料筒第一阶段温度为180-195℃，第二阶段温度为175-185℃，第三阶段温度为170-180℃，第四阶段温度为170-180℃，喷嘴温度为180-195℃，塑化压力变为注塑环境中的压力的120％，注射压力保持60％，保压压力变为30％，冷却45s，出模，制得成型通信管材；
步骤六、对步骤五中制备的通信管材进行性能分析；
步骤一中挤出造粒加工工艺条件为：第一段温度为110℃，第二段温度为120℃，第三段温度为125℃，第四段温度为130℃，第五段温度为135℃，第六段温度为140℃，机头温度为155℃，熔体温度为150℃，喂料速度为15.5r/min，主机转速为36.5r/min，牵引速度为43.5r/min；
步骤二中所述助剂包括4.5-8.5份重质碳酸钙、0.5-0.9份硬脂酸、0.1-0.5份石蜡。
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