CN108506595A - 一种灌溉用复合pe管及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灌溉用复合PE管及其制作方法，属于PE管生产领域，本发明包括以下步骤：按配方配比出内层原料、外层原料，外层原料中添加有交联剂，充分干燥内层、外层原料；所述内层原料在双层共挤机中先一步熔融挤出内管，所述外层原料在通过双层挤出机熔融挤出的过程中开始发生交联反应，形成的外管直接包覆到所述内管上，定径、冷却，形成复合PE管。本发明提供的灌溉用复合PE管种相比于现有的单层PE管各项性能均提升。

Description

一种灌溉用复合PE管及其制作方法
技术领域
本发明属于PE管生产领域，具体涉及到一种复合PE管及其制作方法。
背景技术
目前，农业灌溉行业会使用大量的软管，主要用于连接水泵和喷头，例如用于花洒连接阀的软管。这些管子主要由各种软质塑胶材料挤出成型。例如：软质聚氯乙烯(FPVC)、聚丙烯(PP)、交联聚乙烯(PEX)、耐热聚乙烯(PE-RT)等材料。目前灌溉用PE给水管的生产方式存在着多方面的缺陷。不同材质的软管，由于受到材料性能的限制，适用范围有限，例如软质聚氯乙烯(FPVC)管只能用于常温、低压条件下的出水管，而聚丙烯(PP)管则不能用于低温的寒冷地区。目前，性能最好的软管主要是聚乙烯材料为主的软管，有交联聚乙烯(PEX)和耐热聚乙烯(PE-RT)。单一的原材料配方使得生产出来的PE管韧性抗老化性能不好，使用寿命不长。
目前市场上也有一些交联聚乙烯与非交联聚乙烯组成的复合管。中国专利201020283057.4采用普通PE-RT内管和UHMWPE-RT(超高分子量聚乙烯)外管。此方法虽然提高了软管的强度，同时也环保。但是UHMWPE-RT(超高分子量聚乙烯)由于分子量太大，熔融加工的时候材料粘度太高，不适合做管材挤出。
因此，亟需提供一种相比于单层PE管各项性能均提升的灌溉用的复合PE管及其制作方法。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述问题，提供一种相比于单层PE管各项性能均提升的灌溉用复合PE管及其制作方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种灌溉用复合PE管的制作方法，包括以下步骤：按配方配比出内层原料、外层原料，外层原料中添加有交联剂，充分干燥内层、外层原料；所述内层原料在双层共挤机中先一步熔融挤出内管，所述外层原料在通过双层挤出机熔融挤出的过程中开始发生交联反应，形成的外管直接包覆到所述内管上，定径、冷却，形成复合PE管。
优选的，所述交联剂的添加质量为外层原料质量的2％～3.5％。
优选的，所述交联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。
优选的，所述内层原料的各组成成分按以下重量份计：48-55份低密度聚乙烯、43-50份线性低密度聚乙烯、0.5-1.5份色母。
优选的，所述外层原料的各组成成分按以下重量份计：5-10份改性母料、15-25份高密度聚乙烯、60-70份低密度聚乙烯、5-7份茂金属聚乙烯—丙烯共聚物及聚丙烯共混物、1-2份炭黑色母、0.2-0.5份紫外线吸收剂、2-4份光屏蔽剂。
优选的，所述改性母料的各组成成分按以下重量份计：纳米改性粉体5份、10号白油0.1-5份、聚乙烯蜡2-8份、硅烷偶联剂0.1-5份和PE树脂20-40份。
优选的，所述纳米改性粉体的制备方法为：将纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体在沸水中溶解搅拌制成乳液，再将80-200目的竹炭粉在沸水条件下制成高温炭-水悬浮液，将乳液、悬浮液以1:4-1:6的体积比混合得到混合乳液，混合乳液经蒸发干燥即得纳米改性粉体。
优选的，所述紫外线吸收剂为二苯甲酮、邻羟基二苯甲醇、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、苯丙三唑或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)。
优选的，所述光屏蔽剂为炭黑和二氧化钛的混合物，所述炭黑与所述二氧化钛的质量份数比为3：1。
一种灌溉用复合PE管，按照上述的灌溉用复合PE管的制作方法制备而成。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，外层原料的独特配方增加管材的硬度、生产出的PE管韧性好、强度高、抗菌、抗老化性能好，同时内外管经过交联反应得到的管子各个性能均得到了提高，比普通的单层管子具有更好的性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种灌溉用复合PE管的制作方法，包括以下步骤：按配方配比出内层原料、外层原料，外层原料中添加有交联剂，充分干燥内层、外层原料；所述内层原料在双层共挤机中先一步熔融挤出内管，所述外层原料在通过双层挤出机熔融挤出的过程中开始发生交联反应，形成的外管直接包覆到所述内管上，定径、冷却，形成复合PE管。
优选的，所述交联剂的添加质量为外层原料质量的2％～3.5％。
优选的，所述交联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。
优选的，所述内层原料的各组成成分按以下重量份计：48-55份低密度聚乙烯、43-50份线性低密度聚乙烯、0.5-1.5份色母。
优选的，所述外层原料的各组成成分按以下重量份计：5-10份改性母料、15-25份高密度聚乙烯、60-70份低密度聚乙烯、5-7份茂金属聚乙烯—丙烯共聚物及聚丙烯共混物、1-2份炭黑色母、0.2-0.5份紫外线吸收剂、2-4份光屏蔽剂。
优选的，所述改性母料的各组成成分按以下重量份计：纳米改性粉体5份、10号白油0.1-5份、聚乙烯蜡2-8份、硅烷偶联剂0.1-5份和PE树脂20-40份。
优选的，所述纳米改性粉体的制备方法为：将纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体在沸水中溶解搅拌制成乳液，再将80-200目的竹炭粉在沸水条件下制成高温炭-水悬浮液，将乳液、悬浮液以1:4-1:6的体积比混合得到混合乳液，混合乳液经蒸发干燥即得纳米改性粉体。
优选的，所述紫外线吸收剂为二苯甲酮、邻羟基二苯甲醇、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、苯丙三唑或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)。
优选的，所述光屏蔽剂为炭黑和二氧化钛的混合物，所述炭黑与所述二氧化钛的质量份数比为3：1。
一种灌溉用复合PE管，按照上述的灌溉用复合PE管的制作方法制备而成。
实施例1
本实施例的一种灌溉用复合PE管的制作方法，包括以下步骤：
(1)制备纳米改性粉体：将纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体在沸水中溶解搅拌制成乳液，再将80-200目的竹炭粉在沸水条件下制成高温炭-水悬浮液，将两种溶液以1:4的体积比混合得到混合乳液，混合乳液经蒸发干燥即得纳米改性粉体。
(2)制备改性母料：将步骤(1)中的纳米改性粉体5份，以及10号白油2份、聚乙烯蜡2份、硅烷偶联剂0.1份和PE树脂20份加入高速搅拌机混合，混合后经过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性母料。
(3)制备外层原料：将5份步骤(2)所得的改性母料、15份高密度聚乙烯、60份低密度聚乙烯、5份茂金属聚乙烯—丙烯共聚物及聚丙烯共混物、1份炭黑色母、0.2份紫外线吸收剂、2份光屏蔽剂高速混合，混合均匀，充分干燥。其中紫外线吸收剂为邻羟基二苯甲醇。其中光屏蔽剂为炭黑和二氧化钛的混合物，炭黑与所述二氧化钛的质量份数比为3：1。
(4)添加交联剂：在步骤(3)所得的外层原料中，添加交联剂乙烯基三甲氧基硅烷，交联剂的添加量按质量比为外层原料质量的2％。
(5)制备内层原料：将48份低密度聚乙烯、43份线性低密度聚乙烯、0.5份色母混合均匀，充分干燥。
(6)使用双层共挤机，内层原料在双层共挤机中先一步熔融挤出内管，所外层原料在通过双层挤出机熔融挤出的过程中开始发生交联反应，形成的外管直接包覆到所述内管上，定径、冷却，形成灌溉用复合PE管。
通过上述方法制备出来的灌溉用复合PE管的性能测试参数如下表所示：
实施例2
本实施例的一种灌溉用复合PE管的制作方法，包括以下步骤：
(1)制备纳米改性粉体：将纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体在沸水中溶解搅拌制成乳液，再将80-200目的竹炭粉在沸水条件下制成高温炭-水悬浮液，将两种溶液以1:6的体积比混合得到混合乳液，混合乳液经蒸发干燥即得纳米改性粉体。
(2)制备改性母料：将步骤(1)中的纳米改性粉体5份，以及10号白油5份、聚乙烯蜡8份、硅烷偶联剂5份和PE树脂40份加入高速搅拌机混合，混合后经过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性母料。
(3)制备外层原料：将10份步骤(2)所得的改性母料、25份高密度聚乙烯、70份低密度聚乙烯、7份茂金属聚乙烯—丙烯共聚物及聚丙烯共混物、2份炭黑色母、0.5份紫外线吸收剂、4份光屏蔽剂高速混合，混合均匀，充分干燥。其中紫外线吸收剂为邻羟基二苯甲醇。其中光屏蔽剂为炭黑和二氧化钛的混合物，炭黑与所述二氧化钛的质量份数比为3：1。
(4)添加交联剂：在步骤(3)所得的外层原料中，添加交联剂乙烯基三甲氧基硅烷，交联剂的添加量按质量比为外层原料质量的3.5％。
(5)制备内层原料：将55份低密度聚乙烯、50份线性低密度聚乙烯、1.5份色母混合均匀，充分干燥。
(6)使用双层共挤机，内层原料在双层共挤机中先一步熔融挤出内管，所外层原料在通过双层挤出机熔融挤出的过程中开始发生交联反应，形成的外管直接包覆到所述内管上，定径、冷却，形成灌溉用复合PE管。
通过上述方法制备出来的灌溉用复合PE管的性能测试参数如下表所示：
实施例3
本实施例的一种灌溉用复合PE管的制作方法，包括以下步骤：
(1)制备纳米改性粉体：将纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体在沸水中溶解搅拌制成乳液，再将80-200目的竹炭粉在沸水条件下制成高温炭-水悬浮液，将两种溶液以1:5的体积比混合得到混合乳液，混合乳液经蒸发干燥即得纳米改性粉体。
(2)制备改性母料：将步骤(1)中的纳米改性粉体5份，以及10号白油3份、聚乙烯蜡5份、硅烷偶联剂2.6份和PE树脂31份加入高速搅拌机混合，混合后经过双螺杆挤出机挤出造粒得到改性母料。
(3)制备外层原料：将8份步骤(2)所得的改性母料、20份高密度聚乙烯、65份低密度聚乙烯、6份茂金属聚乙烯—丙烯共聚物及聚丙烯共混物、2份炭黑色母、0.4份紫外线吸收剂、3份光屏蔽剂高速混合，混合均匀，充分干燥。其中紫外线吸收剂为邻羟基二苯甲醇。其中光屏蔽剂为炭黑和二氧化钛的混合物，炭黑与所述二氧化钛的质量份数比为3：1。
(4)添加交联剂：在步骤(3)所得的外层原料中，添加交联剂乙烯基三甲氧基硅烷，交联剂的添加量按质量比为外层原料质量的3％。
(5)制备内层原料：将50份低密度聚乙烯、48份线性低密度聚乙烯、1份色母混合均匀，充分干燥。
(6)使用双层共挤机，内层原料在双层共挤机中先一步熔融挤出内管，所外层原料在通过双层挤出机熔融挤出的过程中开始发生交联反应，形成的外管直接包覆到所述内管上，定径、冷却，形成灌溉用复合PE管。
通过上述方法制备出来的灌溉用复合PE管的性能测试参数如下表所示：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：按配方配比出内层原料、外层原料，外层原料中添加有交联剂，充分干燥内层、外层原料；所述内层原料在双层共挤机中先一步熔融挤出内管，所述外层原料在通过双层挤出机熔融挤出的过程中开始发生交联反应，形成的外管直接包覆到所述内管上，定径、冷却，形成复合PE管。
2.根据权利要求1所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于：所述交联剂的添加质量为外层原料质量的2％～3.5％。
3.根据权利要求2所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于：所述交联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于：所述内层原料的各组成成分按以下重量份计：48-55份低密度聚乙烯、43-50份线性低密度聚乙烯、0.5-1.5份色母。
5.根据权利要求1所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于：所述外层原料的各组成成分按以下重量份计：5-10份改性母料、15-25份高密度聚乙烯、60-70份低密度聚乙烯、5-7份茂金属聚乙烯—丙烯共聚物及聚丙烯共混物、1-2份炭黑色母、0.2-0.5份紫外线吸收剂、2-4份光屏蔽剂。
6.根据权利要求5所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于：所述改性母料各组成成分按以下重量份计：纳米改性粉体5份、10号白油0.1-5份、聚乙烯蜡2-8份、硅烷偶联剂0.1-5份和PE树脂20-40份。
7.根据权利要求6所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于，所述纳米改性粉体的制备方法为：将纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体在沸水中溶解搅拌制成乳液，再将80-200目的竹炭粉在沸水条件下制成高温炭-水悬浮液，将乳液、悬浮液溶液以1:4-1:6的体积比混合得到混合乳液，混合乳液经蒸发干燥即得纳米改性粉体。
8.根据权利要求5所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于：所述紫外线吸收剂为二苯甲酮、邻羟基二苯甲醇、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、苯丙三唑或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)。
9.根据权利要求5所述的一种灌溉用复合PE管的制作方法，其特征在于：所述光屏蔽剂为炭黑和二氧化钛的混合物，所述炭黑与所述二氧化钛的质量份数比为3：1。
10.一种灌溉用复合PE管，其特征在于：按照权利要求1-9任一项所述的灌溉用复合PE管的制作方法制备而成。
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