CN107540916A - 一种用于市政排水的pe管材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于市政排水的PE管材及其制备方法，该PE管材的原料包括：聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、石墨烯、矿物油、成核剂、相容剂和抗氧剂。其制备方法是先将石墨烯分散于水中，再加入偶联剂，超声分散，过滤后烘干得到改性石墨烯；然后将聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、矿物油、成核剂、相容剂、抗氧剂和改性石墨烯混合，混合物料导入螺杆挤出机造粒挤出，即得。本发明在PE管材中加入碳化硅晶须和改性石墨烯，以增强管材的强度和韧性，满足相关标准，可用于市政排水。

Description

一种用于市政排水的PE管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料管材技术领域，具体涉及一种用于市政排水的PE管材及其制备方法。

背景技术

近半世纪以来，随着高分子材料及高分子聚合技术突飞猛进的发展，塑料管材的开发利用也不断得到深化，其生产工艺也相应改进。时值今日，塑料管道在实际应用中已显示其卓越的性能，而在这场变革中，聚乙烯（PE）管道则备受青睐。

聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100~-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。聚乙烯是具有多种结构和特性及用途的系列品种树脂，其产量已占世界合成树脂产量的三分之一，居第一位。聚乙烯用以生产管材已有很长的历史，广泛应用于给水、燃气输送、农业灌溉、油田化工及邮电通讯等许多领域，但极少用于市政排水领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于市政排水的PE管材及其制备方法，所得PE管材具有良好的强度和韧性。

一种用于市政排水的PE管材，原料以重量份计：聚乙烯100份，聚碳酸酯8-10份，碳化硅晶须3-6份，二氧化钛1-4份，石墨烯0.5-1份，矿物油1-2份，成核剂0.5-1份，相容剂1-2份，抗氧剂1-2份。

所述碳化硅晶须的长度在10-40微米、直径在0.1-0.2微米。

所述二氧化钛为纳米二氧化钛，平均粒径在300-400nm。

所述石墨烯是经过偶联剂改性得到的。

所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570。

上述用于市政排水的PE管材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯分散于1倍重量的水中，再加入10wt.%偶联剂，超声分散，过滤后烘干得到改性石墨烯；

步骤2，将聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、矿物油、成核剂、相容剂、抗氧剂和步骤1所得改性石墨烯混合，混合物料导入螺杆挤出机造粒挤出，即得。

本发明在PE管材中加入碳化硅晶须和改性石墨烯，以增强管材的强度和韧性，满足相关标准，可用于市政排水。

具体实施方式

实施例1

一种用于市政排水的PE管材，原料以重量份计：聚乙烯100份，聚碳酸酯8份，碳化硅晶须3份，二氧化钛1份，石墨烯0.5份，矿物油1份，成核剂0.5份，相容剂1份，抗氧剂1份。

其中，所述碳化硅晶须的长度在10-40微米、直径在0.1-0.2微米；所述二氧化钛为纳米二氧化钛，平均粒径在300-400nm；所述石墨烯是经过偶联剂改性得到的，偶联剂为硅烷偶联剂KH570。

上述用于市政排水的PE管材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯分散于1倍重量的水中，再加入10wt.%偶联剂，超声分散，过滤后烘干得到改性石墨烯；

步骤2，将聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、矿物油、成核剂、相容剂、抗氧剂和步骤1所得改性石墨烯混合，混合物料导入螺杆挤出机造粒挤出，即得。

实施例2

一种用于市政排水的PE管材，原料以重量份计：聚乙烯100份，聚碳酸酯9份，碳化硅晶须4份，二氧化钛2份，石墨烯0.7份，矿物油1.3份，成核剂0.6份，相容剂1.5份，抗氧剂1.3份。

其中，所述碳化硅晶须的长度在10-40微米、直径在0.1-0.2微米；所述二氧化钛为纳米二氧化钛，平均粒径在300-400nm；所述石墨烯是经过偶联剂改性得到的，偶联剂为硅烷偶联剂KH570。

上述用于市政排水的PE管材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯分散于1倍重量的水中，再加入10wt.%偶联剂，超声分散，过滤后烘干得到改性石墨烯；

步骤2，将聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、矿物油、成核剂、相容剂、抗氧剂和步骤1所得改性石墨烯混合，混合物料导入螺杆挤出机造粒挤出，即得。

实施例3

一种用于市政排水的PE管材，原料以重量份计：聚乙烯100份，聚碳酸酯9份，碳化硅晶须5份，二氧化钛3份，石墨烯0.8份，矿物油1.7份，成核剂0.8份，相容剂1.7份，抗氧剂1.5份。

其中，所述碳化硅晶须的长度在10-40微米、直径在0.1-0.2微米；所述二氧化钛为纳米二氧化钛，平均粒径在300-400nm；所述石墨烯是经过偶联剂改性得到的，偶联剂为硅烷偶联剂KH570。

上述用于市政排水的PE管材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯分散于1倍重量的水中，再加入10wt.%偶联剂，超声分散，过滤后烘干得到改性石墨烯；

步骤2，将聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、矿物油、成核剂、相容剂、抗氧剂和步骤1所得改性石墨烯混合，混合物料导入螺杆挤出机造粒挤出，即得。

实施例4

一种用于市政排水的PE管材，原料以重量份计：聚乙烯100份，聚碳酸酯10份，碳化硅晶须6份，二氧化钛4份，石墨烯1份，矿物油2份，成核剂1份，相容剂2份，抗氧剂2份。

其中，所述碳化硅晶须的长度在10-40微米、直径在0.1-0.2微米；所述二氧化钛为纳米二氧化钛，平均粒径在300-400nm；所述石墨烯是经过偶联剂改性得到的，偶联剂为硅烷偶联剂KH570。

上述用于市政排水的PE管材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯分散于1倍重量的水中，再加入10wt.%偶联剂，超声分散，过滤后烘干得到改性石墨烯；

步骤2，将聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、矿物油、成核剂、相容剂、抗氧剂和步骤1所得改性石墨烯混合，混合物料导入螺杆挤出机造粒挤出，即得。

把实施例及对比例的PE管料用单螺杆挤出机经模具挤出成型制得，所述挤出温度为190~210℃。并依据GB/T13663和GB/T15558里相关标准测定其性能。

所得PE管材的拉伸强度为49MPa、断裂伸长率在885%、热变形温度为87℃、维卡软化点为132℃。

Claims (6)

1.一种用于市政排水的PE管材，其特征在于：原料以重量份计：聚乙烯100份，聚碳酸酯8-10份，碳化硅晶须3-6份，二氧化钛1-4份，石墨烯0.5-1份，矿物油1-2份，成核剂0.5-1份，相容剂1-2份，抗氧剂1-2份。

2.根据权利要求1所述的用于市政排水的PE管材，其特征在于：所述碳化硅晶须的长度在10-40微米、直径在0.1-0.2微米。

3.根据权利要求1所述的用于市政排水的PE管材，其特征在于：所述二氧化钛为纳米二氧化钛，平均粒径在300-400nm。

4.根据权利要求1所述的用于市政排水的PE管材，其特征在于：所述石墨烯是经过偶联剂改性得到的。

5.根据权利要求4所述的用于市政排水的PE管材，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570。

6.权利要求1所述的用于市政排水的PE管材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯分散于1倍重量的水中，再加入10wt.%偶联剂，超声分散，过滤后烘干得到改性石墨烯；

步骤2，将聚乙烯、聚碳酸酯、碳化硅晶须、二氧化钛、矿物油、成核剂、相容剂、抗氧剂和步骤1所得改性石墨烯混合，混合物料导入螺杆挤出机造粒挤出，即得。