CN107652513A - Hdpe塑钢缠绕管的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管材制备技术领域，特别涉及HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.01‑0.05％的碳酸锂和其质量0.1‑0.5％的氧化钕，混合均匀，升高温度至500‑600℃，保温30‑60min，再升高温度至1000‑1050℃，保温1‑3h，再降温至180‑200℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母混合均匀，得到混合料；3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。本发明方法能够提高HDPE塑钢缠绕管的环刚度和刚度，特别是制备大口径HDPE塑钢缠绕管时。

Description

HDPE塑钢缠绕管的生产方法
技术领域
本发明属于管材制备技术领域，特别涉及HDPE塑钢缠绕管的生产方法。
背景技术
塑钢缠绕管，是一种新型无压排水管材，它是以高密度聚乙烯或中密度聚乙烯塑料与碳素结构钢冷轧钢带(例如Q195)为原料，是由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接制成，其内壁光滑平整，该种管材具有耐腐蚀、质量轻、安装简便、通流量大、寿命长等优点，可替代高能耗材质(水泥、铸铁陶瓷等)制作的管材，属环保型绿色产品。该产品主要作为埋地排水管道，它集成钢带的刚性和聚乙烯的耐腐蚀性、摩擦阻力低、抗磨损等优点。可广泛应用到市政工程、污水处理厂及其它重点工程建设中。
大口径聚乙烯(HDPE)螺旋缠绕管铺设以后，土壤在重力作用下略微下沉，柔性管因为具有一定柔性，其上方的土柱部分比周围的土壤下沉略多，土柱部分和周围的土壤的摩擦力减少了土柱对于管材产生的负载。如果土柱部分产生土拱作用，更能减少土柱对于管材的作用。管顶的回填土的刚性越大则产生土拱作用越强。因此柔性管常常可以埋得较深。这说明了柔性管不需要和刚性管一样的高刚度和高强度。大口径高密度聚乙烯螺旋缠绕管虽不需高的刚度和强度来承受管顶土柱负载、地面恒载和地面活载，但必须具有一定的刚度，以抵抗管材在运输、贮存、安装、施工时因外负载而产生的变形。尤其是在管材回填时，用机械压实回填土使管材产生的变形。因此，研究开发一种提高大口径HDPE塑钢缠绕管的环刚度和刚度非常有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供HDPE塑钢缠绕管的生产方法，该方法能够提高HDPE塑钢缠绕管的环刚度和刚度，特别是制备大口径HDPE塑钢缠绕管时。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.01-0.05％的碳酸锂和其质量0.1-0.5％的氧化钕，混合均匀，升高温度至500-600℃，保温30-60min，再升高温度至1000-1050℃，保温1-3h，再降温至180-200℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
优选地，本发明所述1)中，碳酸锂的加入量为高密度聚乙烯质量的0.03％。
优选地，本发明所述1)中，氧化钕的加入量为高密度聚乙烯质量的0.02％。
优选地，本发明所述2)中，改性高密度聚乙烯颗粒与色母的质量比为100:2-4。
优选地，本发明所述2)中，改性高密度聚乙烯颗粒与色母的质量比为100:2。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过碳酸锂和氧化钕来改性高密度聚乙烯，碳酸锂和氧化钕的协同作用，提高高密度聚乙烯的弹性模量，从而提高HDPE塑钢缠绕管的环刚度和刚度，以抵抗管材在运输、贮存、安装、施工时因外负载而产生的变形。
2、本发明的碳酸锂和氧化钕协同作用改性高密度聚乙烯，还能够降低高密度聚乙烯膨胀系数，尽量接近钢的膨胀系数，缩短两种材料的膨胀系数，进一步防止因膨胀系数不同而收缩，造成钢带外露。
3、本发明方法制备得到的HDPE塑钢缠绕管具有耐腐蚀、质量轻、安装简便、通流量大、寿命长等优点，还集成钢带的刚性和聚乙烯的耐腐蚀性、摩擦阻力低、抗磨损等优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.01％的碳酸锂和其质量0.5％的氧化钕，混合均匀，升高温度至500℃，保温60min，再升高温度至1000℃，保温1h，再降温至180℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母按质量比为100:2的比例混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
本实施例得到的塑钢缠绕管根据CJ/T225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》相关方法和要求，检测结果如下：型号为Φ1000×6000mm，壁厚5mm，环刚度平均值为16.3kN/m2，环柔性：无破裂，两壁无脱开。
实施例2
HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.02％的碳酸锂和其质量0.4％的氧化钕，混合均匀，升高温度至520℃，保温50min，再升高温度至1010℃，保温3h，再降温至185℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母按质量比为100:4的比例混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
本实施例得到的塑钢缠绕管根据CJ/T225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》相关方法和要求，检测结果如下：型号为Φ1000×6000mm，壁厚5mm，环刚度平均值为16.1kN/m2，环柔性：无破裂，两壁无脱开。
实施例3
HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.03％的碳酸锂和其质量0.2％的氧化钕，混合均匀，升高温度至550℃，保温45min，再升高温度至1020℃，保温2h，再降温至190℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母按质量比为100:3的比例混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
本实施例得到的塑钢缠绕管根据CJ/T225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》相关方法和要求，检测结果如下：型号为Φ1000×6000mm，壁厚5mm，环刚度平均值为16.2kN/m2，环柔性：无破裂，两壁无脱开。
实施例4
HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.04％的碳酸锂和其质量0.3
％的氧化钕，混合均匀，升高温度至570℃，保温35min，再升高温度至1030℃，保温2h，再降温至195℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母按质量比为100:3的比例混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
本实施例得到的塑钢缠绕管根据CJ/T225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》相关方法和要求，检测结果如下：型号为Φ1200×6000mm，壁厚5mm，环刚度平均值为9.8kN/m2，环柔性：无破裂，两壁无脱开。
实施例5
HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.05％的碳酸锂和其质量0.1％的氧化钕，混合均匀，升高温度至600℃，保温30min，再升高温度至1050℃，保温1h，再降温至200℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母按质量比为100:2的比例混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
本实施例得到的塑钢缠绕管根据CJ/T225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》相关方法和要求，检测结果如下：型号为Φ1200×6000mm，壁厚5mm，环刚度平均值为12.1kN/m2，环柔性：无破裂，两壁无脱开。
对比例1
HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.03％的碳酸锂，混合均匀，升高温度至550℃，保温45min，再升高温度至1020℃，保温2h，再降温至190℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母按质量比为100:3的比例混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
本实施例得到的塑钢缠绕管根据CJ/T225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》相关方法和要求，检测结果如下：型号为Φ1000×6000mm，壁厚5mm，环刚度平均值为6.5kN/m2，环柔性：无破裂，两壁无脱开。
对比例2
HDPE塑钢缠绕管的生产方法，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.2％的氧化钕，混合均匀，升高温度至550℃，保温45min，再升高温度至1020℃，保温2h，再降温至190℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母按质量比为100:3的比例混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
本实施例得到的塑钢缠绕管根据CJ/T225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》相关方法和要求，检测结果如下：型号为Φ1200×6000mm，壁厚5mm，环刚度平均值为5.2kN/m2，环柔性：无破裂，两壁无脱开。

Claims (5)

1.HDPE塑钢缠绕管的生产方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1)称取高密度聚乙烯，再称取其质量0.01-0.05％的碳酸锂和其质量0.1-0.5％的氧化钕，混合均匀，升高温度至500-600℃，保温30-60min，再升高温度至1000-1050℃，保温1-3h，再降温至180-200℃，送入双螺杆挤出机中挤出，冷却，造粒，得到改性高密度聚乙烯颗粒；
2)再将改性高密度聚乙烯颗粒与色母混合均匀，得到混合料；
3)将步骤2)得到的混合料热熔，塑化，与钢带复合，挤出，冷却定型，即得成品。
2.根据权利要求1所述的HDPE塑钢缠绕管的生产方法，其特征在于：所述1)中，碳酸锂的加入量为高密度聚乙烯质量的0.03％。
3.根据权利要求2所述的HDPE塑钢缠绕管的生产方法，其特征在于：所述1)中，氧化钕的加入量为高密度聚乙烯质量的0.02％。
4.根据权利要求1所述的HDPE塑钢缠绕管的生产方法，其特征在于：所述2)中，改性高密度聚乙烯颗粒与色母的质量比为100:2-4。
5.根据权利要求4所述的HDPE塑钢缠绕管的生产方法，其特征在于：所述2)中，改性高密度聚乙烯颗粒与色母的质量比为100:2。
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