CN109228429B - 一种改性聚乙烯管材及其制作方法 - Google Patents

一种改性聚乙烯管材及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性聚乙烯管材及其制作方法，包括如下步骤：选材、上色、干燥、挤塑、定径冷却、切割、检测以及出厂和回料，本发明结构科学合理，使用安全方便，通过添加适量的氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯－乙酸乙烯共聚物、乙丙橡胶和三氧化二锑，配合高密度聚乙烯进行共混改性，提高了改性后聚乙烯的阻燃性能和韧性性能，提高聚乙烯管材的防脆性断裂和防燃烧损坏的能力；在管体两端通过连接柱安装壳，减少运输过程中管体端部和外界物品的碰撞损坏，同时利用出液孔，拉动把手杆，使得管体内部的水液可以从出液孔流入进液口，再从蓄液腔室内排出到蓄液袋中，便于使用者快速的对管道内的液体进行取样检测。

Description

一种改性聚乙烯管材及其制作方法
技术领域
本发明涉及工业管道技术领域，具体为一种改性聚乙烯管材及其制作方法。
背景技术
管道是指用管子、管子连接件和阀门等连接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置，通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送，管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中，管道因长期接触流体或高温流体，其内侧表面容易缓慢老化，同时外侧表面受到外界复杂环境的干扰和腐蚀，经常会快于内侧老化，从而降低了管道的使用寿命，现有管道的管材分为金属管材和高分子管材，其中在高分子管材中，聚乙烯管材最为常用，但是聚乙烯管材在高温挤压成型后，其韧性较低，在搬运或者安装过程中容易发生折断或碰撞损坏的情况，导致整个管材的损坏无法继续使用，同时现有的聚乙烯管材的耐火性能和防脆性断裂性能较差，不利于聚乙烯管材的长期使用和火灾等突发状况的应对，因此改性聚乙烯管材是提高聚乙烯管材性能的重要途径之一，但是目前市场上的改性聚乙烯管材多不同密度的聚乙烯材料进行共混改性，以期待改性后的聚乙烯管材具有高密度聚乙烯的强度和线性低密度聚乙烯的韧性，但是在高温情况下，两者共混材料的热熔后容易产生分子键的断裂，从而造成两者的混合物并不能有效具备较高的强度和良好的韧性，同时这样制得的改性聚乙烯管材在防火性能和韧性性能上较差，难以应对突发情况对管道可能造成的损坏，管材生产运输时，端口位置处常常容易碰撞到其他物体，导致管材的端口处碰撞损坏，现有的室内管道液体运输时，常常需要对液体进行抽样检查，而管道之间通过法兰连接，不方便检测人员拆卸对运输液体的抽样检测。
发明内容
本发明提供一种改性聚乙烯管材及其制作方法，可以有效解决上述背景技术中提出目前市场上的改性聚乙烯管材多不同密度的聚乙烯材料进行共混改性，以期待改性后的聚乙烯管材具有高密度聚乙烯的强度和线性低密度聚乙烯的韧性，但是在高温情况下，两者共混材料的热熔后容易产生分子键的断裂，从而造成两者的混合物并不能有效具备较高的强度和良好的韧性，同时这样制得的改性聚乙烯管材在防火性能和韧性性能上较差，难以应对突发情况对管道可能造成的损坏，管材生产运输时，端口位置处常常容易碰撞到其他物体，导致管材的端口处碰撞损坏，现有的室内管道液体运输时，常常需要对液体进行抽样检查，而管道之间通过法兰连接，不方便检测人员拆卸对运输液体的抽样检测的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性聚乙烯管材制作方法，包括如下步骤：
S1、选材：选取制作管材所需要的材料，并称重确定配比；
S2、上色：混入色母和回料，并加入搅拌机进行搅拌；
S3、干燥：利用干燥机对原材料进行干燥；
S4、挤塑：将干燥后的原料通过吸料器送入挤塑机内挤塑成型；
S5、定径冷却：将挤塑成型的热软管材进行定径冷却；
S6、切割：使用切割机对管材进行切割；
S7、检测：对管材的形状数据以及性能数据进行检测记录；
S8、出厂和回料：将检测合格的管材包装出厂，未合格产品破碎回收。
根据上述技术方案，所述步骤S1中，分别选取高密度聚乙烯42份、氯化聚乙烯12份、聚丙烯15份、乙烯－乙酸乙烯共聚物24份、乙丙橡胶7份和三氧化二锑5份。
根据上述技术方案，所述步骤S2中，向选取好的原材料中添加色母和回料，回料为未合格产品的破碎料，主要成分为高密度聚乙烯，色母和回料的添加量均相当于原材料总量的十分之一，接着将混入色母的原材料输送至颗粒搅拌桶进行搅拌，颗粒搅拌桶的搅拌转速为350r/min，搅拌时间设定为10分钟。
根据上述技术方案，所述步骤S3中，干燥机内部温度设定为70摄氏度，烘干时间设定为40-60min。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，包括如下步骤：
(1)将挤塑后的热软管材通过定径套，进行管材管径确定；
(2)将管材通过喷淋箱进行喷淋冷却，喷淋箱水液温度设定为25摄氏度，水泵功率为3kw；
(3)通过牵引机牵引管材移动至切割工作台。
根据上述技术方案，所述步骤S6中，切割过程中，制品工作线速度设定值在2-8M/min。
一种改性聚乙烯管材，包括管体，所述管体一端开设有连接槽，所述管体一端通过连接槽安装有保护机构，所述保护机构包括安装壳、连接柱、O型圈和防护板，所述管体一端通过连接槽安装有安装壳，所述安装壳一端对应连接槽位置处安装有连接柱，所述连接柱外侧嵌入套接有O型圈，所述安装壳一端外侧安装有防护板；
所述管体中部开设有滑动槽，所述滑动槽内部开设有出液孔，所述滑动槽内部安装有抽检机构，所述抽检机构包括环形块、蓄液腔室、进液孔、定位块、密封块、密封盖、安装杆、蓄液袋和把手杆，所述滑动槽内部安装有环形块，所述环形块内部开设有蓄液腔室，所述蓄液腔室一侧对应出液孔位置开设有进液孔，所述环形块内侧对应进液孔位置处安装有定位块，所述环形块内侧对应进液孔一侧位置处安装有密封块，所述蓄液腔室另一侧通过螺纹啮合连接有密封盖，所述环形块外侧对应密封盖两侧位置处均安装有安装杆，两个所述安装杆之间通过魔术贴连接有蓄液袋，所述安装杆一端焊接有把手杆。
根据上述技术方案，所述连接柱的外边缘和连接槽的内边缘相契合。
根据上述技术方案，所述定位块的外直径和密封块的外直径均和出液孔的内直径相契合。
根据上述技术方案，所述把手杆表面包裹有橡胶套。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：通过添加适量的氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯－乙酸乙烯共聚物、乙丙橡胶和三氧化二锑，配合高密度聚乙烯进行共混改性，提高了改性后聚乙烯的阻燃性能和韧性性能，提高聚乙烯管材防止脆性断裂和防止燃烧损坏的能力；在管体两端通过连接柱安装壳，减少运输过程中管体端部和外界物品的碰撞损坏，同时利用出液孔，拉动把手杆，使得管体内部的水液可以从出液孔流入进液口，再从蓄液腔室内排出到蓄液袋中，便于使用者快速的对管道内的液体进行取样检测，向上推动把手杆，使得环形块内侧安装的密封块堵住出液孔，即可阻隔管体内的液体流出。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明改性聚乙烯管材制作方法的流程图；
图2是本发明改性聚乙烯管材的结构示意图；
图3是本发明管体和安装壳的连接结构示意图；
图4是本发明抽检机构的结构示意图；
图中标号：1、管体；2、连接槽；3、保护机构；301、安装壳；302、连接柱；303、O型圈；304、防护板；4、滑动槽；5、出液孔；6、抽检机构；601、环形块；602、蓄液腔室；603、进液孔；604、定位块；605、密封块；606、密封盖；607、安装杆；608、蓄液袋；609、把手杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种改性聚乙烯管材制作方法，包括如下步骤：
S1、选材：选取制作管材所需要的材料，并称重确定配比；
S2、上色：混入色母和回料，并加入搅拌机进行搅拌；
S3、干燥：利用干燥机对原材料进行干燥；
S4、挤塑：将干燥后的原料通过吸料器送入挤塑机内挤塑成型；
S5、定径冷却：将挤塑成型的热软管材进行定径冷却；
S6、切割：使用切割机对管材进行切割；
S7、检测：对管材的形状数据以及性能数据进行检测记录；
S8、出厂和回料：将检测合格的管材包装出厂，未合格产品破碎回收。
根据上述技术方案，步骤S1中，分别选取高密度聚乙烯42份、氯化聚乙烯12份、聚丙烯15份、乙烯－乙酸乙烯共聚物19份、乙丙橡胶7份和三氧化二锑5份。
根据上述技术方案，步骤S2中，向选取好的原材料中添加色母和回料，回料为未合格产品的破碎料，主要成分为高密度聚乙烯，色母和回料的添加量均相当于原材料总量的十分之一，接着将混入色母的原材料输送至颗粒搅拌桶进行搅拌，颗粒搅拌桶的搅拌转速为350r/min，搅拌时间设定为10分钟。
根据上述技术方案，步骤S3中，干燥机内部温度设定为70摄氏度，烘干时间设定为40-60min。
根据上述技术方案，步骤S5中，包括如下步骤：
(1)将挤塑后的热软管材通过定径套，进行管材管径确定；
(2)将管材通过喷淋箱进行喷淋冷却，喷淋箱水液温度设定为25摄氏度，水泵功率为3kw；
(3)通过牵引机牵引管材移动至切割工作台。
根据上述技术方案，步骤S6中，切割过程中，制品工作线速度设定值在5M/min。
实施例2：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种改性聚乙烯管材制作方法，包括如下步骤：
S1、选材：选取制作管材所需要的材料，并称重确定配比；
S2、上色：混入色母和回料，并加入搅拌机进行搅拌；
S3、干燥：利用干燥机对原材料进行干燥；
S4、挤塑：将干燥后的原料通过吸料器送入挤塑机内挤塑成型；
S5、定径冷却：将挤塑成型的热软管材进行定径冷却；
S6、切割：使用切割机对管材进行切割；
S7、检测：对管材的形状数据以及性能数据进行检测记录；
S8、出厂和回料：将检测合格的管材包装出厂，未合格产品破碎回收。
根据上述技术方案，步骤S1中，分别选取高密度聚乙烯41份、氯化聚乙烯20份、聚丙烯12份、乙烯－乙酸乙烯共聚物15份、乙丙橡胶6份和三氧化二锑6份。
根据上述技术方案，步骤S2中，向选取好的原材料中添加色母和回料，回料为未合格产品的破碎料，主要成分为高密度聚乙烯，色母和回料的添加量均相当于原材料总量的十分之一，接着将混入色母的原材料输送至颗粒搅拌桶进行搅拌，颗粒搅拌桶的搅拌转速为200r/min，搅拌时间设定为10分钟。
根据上述技术方案，步骤S3中，干燥机内部温度设定为50摄氏度，烘干时间设定为40-60min。
根据上述技术方案，步骤S5中，包括如下步骤：
(1)将挤塑后的热软管材通过定径套，进行管材管径确定；
(2)将管材通过喷淋箱进行喷淋冷却，喷淋箱水液温度设定为25摄氏度，水泵功率为3kw；
(3)通过牵引机牵引管材移动至切割工作台。
根据上述技术方案，步骤S6中，切割过程中，制品工作线速度设定值在5M/min。
实施例3：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种改性聚乙烯管材制作方法，包括如下步骤：
S1、选材：选取制作管材所需要的材料，并称重确定配比；
S2、上色：混入色母和回料，并加入搅拌机进行搅拌；
S3、干燥：利用干燥机对原材料进行干燥；
S4、挤塑：将干燥后的原料通过吸料器送入挤塑机内挤塑成型；
S5、定径冷却：将挤塑成型的热软管材进行定径冷却；
S6、切割：使用切割机对管材进行切割；
S7、检测：对管材的形状数据以及性能数据进行检测记录；
S8、出厂和回料：将检测合格的管材包装出厂，未合格产品破碎回收。
根据上述技术方案，步骤S1中，分别选取高密度聚乙烯39份、氯化聚乙烯5份、聚丙烯21份、乙烯－乙酸乙烯共聚物11份、乙丙橡胶12份和三氧化二锑2份。
根据上述技术方案，步骤S2中，向选取好的原材料中添加色母和回料，回料为未合格产品的破碎料，主要成分为高密度聚乙烯，色母和回料的添加量均相当于原材料总量的十分之一，接着将混入色母的原材料输送至颗粒搅拌桶进行搅拌，颗粒搅拌桶的搅拌转速为500r/min，搅拌时间设定为10分钟。
根据上述技术方案，步骤S3中，干燥机内部温度设定为120摄氏度，烘干时间设定为40-60min。
根据上述技术方案，步骤S5中，包括如下步骤：
(1)将挤塑后的热软管材通过定径套，进行管材管径确定；
(2)将管材通过喷淋箱进行喷淋冷却，喷淋箱水液温度设定为25摄氏度，水泵功率为3kw；
(3)通过牵引机牵引管材移动至切割工作台。
根据上述技术方案，步骤S6中，切割过程中，制品工作线速度设定值在5M/min。
实施例4：如图2-4所示，一种改性聚乙烯管材，包括管体1，管体1一端开设有连接槽2，管体1一端通过连接槽2安装有保护机构3，保护机构3包括安装壳301、连接柱302、O型圈303和防护板304，管体1一端通过连接槽2安装有安装壳301，安装壳301一端对应连接槽2位置处安装有连接柱302，为了保证连接柱302能稳定插入到连接槽2内部，连接柱302的外边缘和连接槽2的内边缘相契合，连接柱302外侧嵌入套接有O型圈303，安装壳301一端外侧安装有防护板304，管体1中部开设有滑动槽4，滑动槽4内部开设有出液孔5，滑动槽4内部安装有抽检机构6，抽检机构6包括环形块601、蓄液腔室602、进液孔603、定位块604、密封块605、密封盖606、安装杆607、蓄液袋608和把手杆609，滑动槽4内部安装有环形块601，环形块601内部开设有蓄液腔室602，蓄液腔室602一侧对应出液孔5位置开设有进液孔603，环形块601内侧对应进液孔603位置处安装有定位块604，环形块601内侧对应进液孔603一侧位置处安装有密封块605，为了保证定位块604和密封块605能稳定嵌入到出液孔5内，保证环形块601使用过程中的稳定性，定位块604的外直径和密封块605的外直径均和出液孔5的内直径相契合，蓄液腔室602另一侧通过螺纹啮合连接有密封盖606，环形块601外侧对应密封盖606两侧位置处均安装有安装杆607，两个安装杆607之间通过魔术贴连接有蓄液袋608，安装杆607一端焊接有把手杆609，便于使用者握持把手杆609，提高使用者握持手感，把手杆609表面包裹有橡胶套。
将发明按照实施例1-3对改性聚乙烯管材进行制作，对成品的改性聚乙烯管材进行检测，结果如下
检验项目 实施例1 实施例2 实施例3
断裂拉伸率/％ 420 335 390
可燃性 不易燃 抑燃 易燃
邵氏硬度/D 62 51 58
缺口冲击强度/(J/m) 1180 940 1012
通过上述实验数据可知，添加适量的氯化聚乙烯和三氧化二锑能有效的降低改性后聚乙烯管材的可燃性能，数量过多后容易导致断裂拉伸率和邵氏硬度的降低，容易引发管材破损的情况，同时加入适量的聚丙烯和乙丙橡胶能提高管材产品的断裂拉伸率和缺口冲击强度，减少管材脆性断裂情况发生的概率。
基于上述，本发明的优点在于：通过添加适量的氯化聚乙烯、聚丙烯、乙烯－乙酸乙烯共聚物、乙丙橡胶和三氧化二锑，配合高密度聚乙烯进行共混改性，提高了改性后聚乙烯的阻燃性能和韧性性能，提高聚乙烯管材防止脆性断裂和防止燃烧损坏的能力；在管体1运输时，在管体1的端部通过连接槽2和连接柱302的配合将安装壳301安装到管体1的端部，通过防护板304和安装壳301保护管体1端部，避免管体1运输中和其他物体碰撞导致端部损坏的情况发生，在管体1安装后，取下密封盖606，通过拉动把手杆609，环形块601在滑动槽4内转动，使得密封块605脱离出液孔5，并将定位块604嵌入到出液孔5内，使得管体1内的液体通过出液孔5和进液孔603流入到蓄液腔室602内，因密封盖606被取下，便可以使液体从蓄液腔室602直接流入到蓄液袋608内，实现对管体1内流动液体的快速采集，便于使用者更快速的采集试样液体进行检测，取样完毕后，向上推动把手杆609，环形块601在滑动槽4内转动，使得密封块605再次嵌入到出液孔5内，对出液孔5进行密封，保证管体1内的液体在不需要取样时不会从出液孔5处流出。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种改性聚乙烯管材，其特征在于：包括管体(1)，所述管体(1)一端开设有连接槽(2)，所述管体(1)一端通过连接槽(2)安装有保护机构(3)，所述保护机构(3)包括安装壳(301)、连接柱(302)、O型圈(303)和防护板(304)，所述管体(1)一端通过连接槽(2)安装有安装壳(301)，所述安装壳(301)一端对应连接槽(2)位置处安装有连接柱(302)，所述连接柱(302)外侧嵌入套接有O型圈(303)，所述安装壳(301)一端外侧安装有防护板(304)；所述管体(1)中部开设有滑动槽(4)，所述滑动槽(4)内部开设有出液孔(5)，所述滑动槽(4)内部安装有抽检机构(6)，所述抽检机构(6)包括环形块(601)、蓄液腔室(602)、进液孔(603)、定位块(604)、密封块(605)、密封盖(606)、安装杆(607)、蓄液袋(608)和把手杆(609)，所述滑动槽(4)内部安装有环形块(601)，所述环形块(601)内部开设有蓄液腔室(602)，所述蓄液腔室(602)一侧对应出液孔(5)位置开设有进液孔(603)，所述环形块(601)内侧对应进液孔(603)位置处安装有定位块(604)，所述环形块(601)内侧对应进液孔(603)一侧位置处安装有密封块(605)，所述蓄液腔室(602)另一侧通过螺纹啮合连接有密封盖(606)，所述环形块(601)外侧对应密封盖(606)两侧位置处均安装有安装杆(607)，两个所述安装杆(607)之间通过魔术贴连接有蓄液袋(608)，所述安装杆(607)一端焊接有把手杆(609)。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚乙烯管材，其特征在于，所述连接柱(302)的外边缘和连接槽(2)的内边缘相契合。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚乙烯管材，其特征在于，所述定位块(604)的外直径和密封块(605)的外直径均和出液孔(5)的内直径相契合。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚乙烯管材，其特征在于，所述把手杆(609)表面包裹有橡胶套。
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