CN109401018A - 一种高密度聚乙烯hdpe波纹管及其制备方法 - Google Patents

一种高密度聚乙烯hdpe波纹管及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109401018A
CN109401018A CN201811306079.5A CN201811306079A CN109401018A CN 109401018 A CN109401018 A CN 109401018A CN 201811306079 A CN201811306079 A CN 201811306079A CN 109401018 A CN109401018 A CN 109401018A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
graphene oxide
hdpe
calcium carbonate
density polyethylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811306079.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张小伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Wins Mdt Infotech Ltd
Original Assignee
Shanghai Wins Mdt Infotech Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Wins Mdt Infotech Ltd filed Critical Shanghai Wins Mdt Infotech Ltd
Priority to CN201811306079.5A priority Critical patent/CN109401018A/zh
Publication of CN109401018A publication Critical patent/CN109401018A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/18—Applications used for pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/062—HDPE

Abstract

本发明提出了一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料100‑120份，玻璃纤维20‑40份，氧化铝15‑30份，聚乙烯蜡10‑15份，抗氧剂5‑10份，玄武岩5‑10份，二氧化硅1‑5份，膨润土1‑5份，润滑剂1‑5份，过氧化苯甲酰2‑7份，季戊四醇2‑6份，偶联剂1‑3份。本发明制备的高密度聚乙烯HDPE波纹管的机械性能明显增强，力学性能好，包括断裂伸张率高，弯曲强度、拉伸强度强，抗冲击强度高，而其柔韧性也较好，质量高，而成本较低，因此，得到的高密度聚乙烯HPDE波纹管性价比高，适应性强，抗老化能力好，因此，具有较好的市场前景。

Description

一种高密度聚乙烯HDPE波纹管及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高密度聚乙烯HDPE波纹管。
背景技术
给排水管广泛用于公路、铁路路基、地铁工程、废弃物填埋场、隧道、绿化带、运动场等给排水领域，以及农业、园艺之地下灌溉和排水系统。传统金属给排水管因为长埋地下，特别容易腐蚀生锈，甚至造成穿孔、堵塞等严重问题。目前，钢塑复合管发展很快，它正在各个领域中不断的取代各种金属管材和其它传统材料的管道。
HDPE是高密度聚乙烯，具有很好的防水、防电和抗冲击等性能，由它生产出来的HDPE双壁波纹管具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快、寿命长等特点，在生产过程中，现有技术对HDPE双壁波纹管冷却定型时，通常采用水冷却的方式，由于水的比热较大，当HDPE双壁波纹管开始冷却时温差较大，随着冷却的持续进行，冷却水与HDPE双壁波纹管的温差减小，这使得HDPE双壁波纹管冷却定型不够均匀，外观和机械性能不够稳定，尤其是卡接口位置，材料损耗较大，产品质量不高。如中国实用新型专利200920158238.1所公开的一种新型的HDPE钢塑排水排污管材，它由保护层、增强面、塑料管壁、金属片、粘接剂、阻隔层、粘结剂和增强物组成；金属片的表面涂覆有一层粘结剂，粘结剂的外部涂覆阻隔层，阻隔层的外部涂覆粘结剂，粘结剂的外部涂覆最外层塑料；金属片的顶部设置有包裹的加厚的保护层，保护层成伞形；塑料管壁中间设置有带丝状的增强物；加强筋与塑料管壁是通过塑料粘接在一起，塑料管壁3与加强筋两侧的粘结塑料具有较大圆弧的增强面，据此增强了加强筋与管壁的粘结强度。此专利工艺制作太过繁琐，需要采用多种粘结剂，这一方面增加了生产成本，另一方面又直接影响管道之间的牢固，甚至造成管道破裂。
因此，开发一种机械性能好，成本低廉，质量好，管道之间牢固的HDPE波纹管将具有显著的社会效益。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种高密度聚乙烯HDPE波纹管及其制备方法，其目的在于，提供一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，通过将氧化石墨烯和碳酸钙对HDPE进行改性得到的复合材料和添加了填料膨润土、玻璃纤维和玄武岩，明显增强了波纹管的机械性能，其力学性能增强，包括断裂伸张率提高，弯曲强度、拉伸强度增强，抗冲击强度高，而其柔韧性也较好。
本发明提供一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料100-120份，玻璃纤维20-40份，氧化铝15-30份，聚乙烯蜡10-15份，抗氧剂5-10份，玄武岩5-10份，二氧化硅1-5份，膨润土1-5份，润滑剂1-5份，过氧化苯甲酰2-7份，季戊四醇2-6份，偶联剂1-3份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料105-115份，玻璃纤维25-35份，氧化铝17-22份，聚乙烯蜡12-14份，抗氧剂7-9份，玄武岩7-9份，二氧化硅2-4份，膨润土2-4份，润滑剂2-4份，过氧化苯甲酰4-6份，季戊四醇3-5份，偶联剂1.5-2.5份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料112份，玻璃纤维31份，氧化铝19份，聚乙烯蜡13份，抗氧剂8份，玄武岩8份，二氧化硅3份，膨润土3份，润滑剂3份，过氧化苯甲酰5份，季戊四醇4份，偶联剂2份。
作为本发明进一步的改进，所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料由以下方法制备：
（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；
（2）将氧化石墨烯加入到蒸馏水中超声搅拌30min，得到氧化石墨烯悬浮液；将碳酸钙粉溶解在蒸馏水中，将碳酸钙溶液与氧化石墨烯悬浮液混合，加入硅烷偶联剂A151，室温搅拌24h后，将溶液过滤并用蒸馏水/乙醇混合液反复洗涤，然后于60℃真空干燥10h，得到碳酸钙改性的氧化石墨烯粉末；
（3）将碳酸钙改性的氧化石墨烯加入有机溶剂中，超声分散均匀，然后在100-120℃下加入HDPE，搅拌至其完全溶解后，将混合液缓慢的倒入大量的无水乙醇中搅拌絮凝，过滤，干燥，打粉，得到含量为HDPE/氧化石墨烯母料，用双螺杆挤出机将所得母料与HDPE颗粒在180℃下融熔挤出造粒，得到HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料。
作为本发明进一步的改进，所述超声功率为700W；所述蒸馏水/乙醇混合液中蒸馏水和无水乙醇的体积比为1:1；所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、苯酚、苯和DMF中的一种或几种；所述碳酸钙、氧化石墨烯和HDPE的质量比为7：（10-20）：100。
作为本发明进一步的改进，所述抗氧剂选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯、三(十六碳醇)酯、山梨酸钾、山梨酸、乳酸钠、山梨醇中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述润滑剂选自石墨、矿物油、棕榈油、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、硬脂酸钾、硬脂酸锌、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硅酮和聚偏氟乙烯中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述偶联剂选自铝酸酯、硅烷、硼酸酯偶联剂中的一种，优选硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
本发明进一步保护上述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备方法，按照以下步骤进行：按照管材内层、外层配方分别将各种称量好的原料加入高速混合机使其混合均匀，物料经过干燥、高速搅拌后，进入低速搅拌，再经过传送和过筛后物料被分别输送到1号和2号挤出机内，在加温、加压作用下物料被塑化成熔融状，以不同规格的机头模具和定径套挤出相应的管坯，而后再经过波纹模块和扩口模块冷却定型，然后经过计长装置和切割装置，管材被自动地定长切断，最后进入自动扩口机，对管材头部进行扩口加工，即得到高密度聚乙烯HDPE波纹管成品。
作为本发明进一步的改进，所述管材内层配方为HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料、玻璃纤维、氧化铝、玄武岩、膨润土、抗氧剂、过氧化苯甲酰和偶联剂；所述管材外层配方为HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料、玻璃纤维、聚乙烯蜡、抗氧剂、玄武岩、二氧化硅、膨润土、润滑剂、过氧化苯甲酰、季戊四醇和偶联剂；所述管材内层、外层配方中，所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料的比例为1:1，所述玻璃纤维的比例为1:2，所述玄武岩的比例为2:1，所述抗氧剂的比例为1:1，所述膨润土的比例为1:3，所述过氧化苯甲酰的比例为2:1，所述偶联剂的比例为1:1。
本发明具有如下有益效果：本发明通过将氧化石墨烯和碳酸钙对HDPE进行改性得到的复合材料和添加了填料膨润土、玻璃纤维和玄武岩，明显增强了波纹管的机械性能，其力学性能增强，包括断裂伸张率提高，弯曲强度、拉伸强度增强，抗冲击强度高，而其柔韧性也较好，质量高，而成本较低，因此，得到的高密度聚乙烯HPDE波纹管性价比高，适应性强，抗老化能力好，因此，具有较好的市场前景。
附图说明
图1为高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备工艺图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1 高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备
原料组成（重量份）：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料100份，玻璃纤维20份，氧化铝15份，聚乙烯蜡10份，山梨酸钾5份，玄武岩5份，二氧化硅1份，膨润土1份，石墨1份，过氧化苯甲酰2份，季戊四醇2份，γ-氨丙基三甲氧基硅烷1份。
所述管材内层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、氧化铝、玄武岩、膨润土、山梨酸钾、过氧化苯甲酰和γ-氨丙基三甲氧基硅烷；
所述管材外层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、聚乙烯蜡、山梨酸钾、玄武岩、二氧化硅、膨润土、石墨、过氧化苯甲酰、季戊四醇和γ-氨丙基三甲氧基硅烷；
所述管材内层、外层配方中，所述HDPE/氧化石墨烯改性复合材料的比例为1:1，所述玻璃纤维的比例为1:2，所述玄武岩的比例为2:1，所述山梨酸钾的比例为1:1，所述膨润土的比例为1:3，所述过氧化苯甲酰的比例为2:1，所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷的比例为1:1。
所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料由以下方法制备：
（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；
步骤一、称取天然石墨粉10 g，过硫酸钾4 g，五氧化二磷10 g，在搅拌的情况下加入到装有24 mL硫酸的三口烧瓶里，先在60℃恒温水浴中反应3 h，然后再将三口烧瓶移人25℃的恒温水浴中反应5 h，抽滤，并用离子水清洗到中性，在空气中干燥，得到预氧化石墨；
步骤二、称取l g的预氧化石墨，在搅拌的情况下加入到装有25 mL硫酸的三口烧瓶里，放人冰水浴中，待预氧化石墨全部溶解以后，加入3 g的高锰酸钾，反应2 h，再将三口烧瓶移人35℃的恒温水浴中反应40min，最后加入去离子水，继续35℃反应1 h，最后滴加30％的H：O：，使得不再有气体生成为止，溶液变为亮黄色。趁热离心过滤，并用大量的5％盐酸和去离子水清洗至中性。将最终的沉淀物经过l h的超声震荡后，倒人培养皿中90℃下干燥24 h得到片状的氧化石墨；
（2）将10g氧化石墨烯加入到蒸馏水中超声搅拌30min，得到氧化石墨烯悬浮液；将7g碳酸钙粉溶解在蒸馏水中，将碳酸钙溶液与氧化石墨烯悬浮液混合，加入硅烷偶联剂A151，室温搅拌24h后，将溶液过滤并用蒸馏水/乙醇（体积比1:1）混合液反复洗涤，然后于60℃真空干燥10h，得到碳酸钙改性的氧化石墨烯粉末；
（3）将碳酸钙改性的氧化石墨烯加入二甲苯中，700W超声分散均匀，然后在100℃下加入100g HDPE，搅拌至其完全溶解后，将混合液缓慢的倒入大量的无水乙醇中搅拌絮凝，过滤，干燥，打粉，得到含量为HDPE/氧化石墨烯母料，用双螺杆挤出机将所得母料与HDPE颗粒在180℃下融熔挤出造粒，得到HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料。
高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备：按照管材内层、外层配方分别将各种称量好的原料加入高速混合机使其混合均匀，物料经过干燥、高速搅拌后，进入低速搅拌，再经过传送和过筛后物料被分别输送到1号和2号挤出机内，在加温、加压作用下物料被塑化成熔融状，以不同规格的机头模具和定径套挤出相应的管坯，而后再经过波纹模块和扩口模块冷却定型，然后经过计长装置和切割装置，管材被自动地定长切断，最后进入自动扩口机，对管材头部进行扩口加工，即得到高密度聚乙烯HDPE波纹管成品。
实施例2 高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备
原料组成（重量份）：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料120份，玻璃纤维40份，氧化铝30份，聚乙烯蜡15份，山梨醇10份，玄武岩10份，二氧化硅5份，膨润土5份，矿物油5份，过氧化苯甲酰7份，季戊四醇6份，γ-巯丙基三甲氧基硅烷3份。
所述管材内层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、氧化铝、玄武岩、膨润土、山梨醇、过氧化苯甲酰和γ-巯丙基三甲氧基硅烷；
所述管材外层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、聚乙烯蜡、山梨醇、玄武岩、二氧化硅、膨润土、矿物油、过氧化苯甲酰、季戊四醇和γ-巯丙基三甲氧基硅烷；
所述管材内层、外层配方中，所述HDPE/氧化石墨烯改性复合材料的比例为1:1，所述玻璃纤维的比例为1:2，所述玄武岩的比例为2:1，所述山梨醇的比例为1:1，所述膨润土的比例为1:3，所述过氧化苯甲酰的比例为2:1，所述γ-巯丙基三甲氧基硅烷的比例为1:1。
所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料由以下方法制备：
（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；
（2）将20g氧化石墨烯加入到蒸馏水中超声搅拌30min，得到氧化石墨烯悬浮液；将7g碳酸钙粉溶解在蒸馏水中，将碳酸钙溶液与氧化石墨烯悬浮液混合，加入硅烷偶联剂A151，室温搅拌24h后，将溶液过滤并用蒸馏水/乙醇（体积比1:1）混合液反复洗涤，然后于60℃真空干燥10h，得到碳酸钙改性的氧化石墨烯粉末；
（3）将碳酸钙改性的氧化石墨烯加入苯酚中，700W超声分散均匀，然后在120℃下加入100g HDPE，搅拌至其完全溶解后，将混合液缓慢的倒入大量的无水乙醇中搅拌絮凝，过滤，干燥，打粉，得到含量为HDPE/氧化石墨烯母料，用双螺杆挤出机将所得母料与HDPE颗粒在180℃下融熔挤出造粒，得到HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料。
高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备：按照管材内层、外层配方分别将各种称量好的原料加入高速混合机使其混合均匀，物料经过干燥、高速搅拌后，进入低速搅拌，再经过传送和过筛后物料被分别输送到1号和2号挤出机内，在加温、加压作用下物料被塑化成熔融状，以不同规格的机头模具和定径套挤出相应的管坯，而后再经过波纹模块和扩口模块冷却定型，然后经过计长装置和切割装置，管材被自动地定长切断，最后进入自动扩口机，对管材头部进行扩口加工，即得到高密度聚乙烯HDPE波纹管成品。
实施例3 高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备
原料组成（重量份）：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料105份，玻璃纤维25份，氧化铝17份，聚乙烯蜡12份，三辛酯7份，玄武岩7份，二氧化硅2份，膨润土2份，硅酮2份，过氧化苯甲酰4份，季戊四醇3份，β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷1.5份。
所述管材内层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、氧化铝、玄武岩、膨润土、三辛酯、过氧化苯甲酰和β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷；
所述管材外层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、聚乙烯蜡、三辛酯、玄武岩、二氧化硅、膨润土、硅酮、过氧化苯甲酰、季戊四醇和β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷；
所述管材内层、外层配方中，所述HDPE/氧化石墨烯改性复合材料的比例为1:1，所述玻璃纤维的比例为1:2，所述玄武岩的比例为2:1，所述三辛酯的比例为1:1，所述膨润土的比例为1:3，所述过氧化苯甲酰的比例为2:1，所述β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷的比例为1:1。
所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料由以下方法制备：
（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；
（2）将12g氧化石墨烯加入到蒸馏水中超声搅拌30min，得到氧化石墨烯悬浮液；将7g碳酸钙粉溶解在蒸馏水中，将碳酸钙溶液与氧化石墨烯悬浮液混合，加入硅烷偶联剂A151，室温搅拌24h后，将溶液过滤并用蒸馏水/乙醇（体积比1:1）混合液反复洗涤，然后于60℃真空干燥10h，得到碳酸钙改性的氧化石墨烯粉末；
（3）将碳酸钙改性的氧化石墨烯加入甲苯中，700W超声分散均匀，然后在110℃下加入100g HDPE，搅拌至其完全溶解后，将混合液缓慢的倒入大量的无水乙醇中搅拌絮凝，过滤，干燥，打粉，得到含量为HDPE/氧化石墨烯母料，用双螺杆挤出机将所得母料与HDPE颗粒在180℃下融熔挤出造粒，得到HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料。
高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备：按照管材内层、外层配方分别将各种称量好的原料加入高速混合机使其混合均匀，物料经过干燥、高速搅拌后，进入低速搅拌，再经过传送和过筛后物料被分别输送到1号和2号挤出机内，在加温、加压作用下物料被塑化成熔融状，以不同规格的机头模具和定径套挤出相应的管坯，而后再经过波纹模块和扩口模块冷却定型，然后经过计长装置和切割装置，管材被自动地定长切断，最后进入自动扩口机，对管材头部进行扩口加工，即得到高密度聚乙烯HDPE波纹管成品。
实施例4 高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备
原料组成（重量份）：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料115份，玻璃纤维35份，氧化铝22份，聚乙烯蜡14份，四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯9份，玄武岩9份，二氧化硅4份，膨润土4份，聚偏氟乙烯4份，过氧化苯甲酰6份，季戊四醇5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.5份。
所述管材内层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、氧化铝、玄武岩、膨润土、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、过氧化苯甲酰和γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
所述管材外层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、聚乙烯蜡、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、玄武岩、二氧化硅、膨润土、聚偏氟乙烯、过氧化苯甲酰、季戊四醇和γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
所述管材内层、外层配方中，所述HDPE/氧化石墨烯改性复合材料的比例为1:1，所述玻璃纤维的比例为1:2，所述玄武岩的比例为2:1，所述四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯的比例为1:1，所述膨润土的比例为1:3，所述过氧化苯甲酰的比例为2:1，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的比例为1:1。
所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料由以下方法制备：
（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；
（2）将17g氧化石墨烯加入到蒸馏水中超声搅拌30min，得到氧化石墨烯悬浮液；将7g碳酸钙粉溶解在蒸馏水中，将碳酸钙溶液与氧化石墨烯悬浮液混合，加入硅烷偶联剂A151，室温搅拌24h后，将溶液过滤并用蒸馏水/乙醇（体积比1:1）混合液反复洗涤，然后于60℃真空干燥10h，得到碳酸钙改性的氧化石墨烯粉末；
（3）将碳酸钙改性的氧化石墨烯加入DMF中，700W超声分散均匀，然后在110℃下加入100g HDPE，搅拌至其完全溶解后，将混合液缓慢的倒入大量的无水乙醇中搅拌絮凝，过滤，干燥，打粉，得到含量为HDPE/氧化石墨烯母料，用双螺杆挤出机将所得母料与HDPE颗粒在180℃下融熔挤出造粒，得到HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料。
高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备：按照管材内层、外层配方分别将各种称量好的原料加入高速混合机使其混合均匀，物料经过干燥、高速搅拌后，进入低速搅拌，再经过传送和过筛后物料被分别输送到1号和2号挤出机内，在加温、加压作用下物料被塑化成熔融状，以不同规格的机头模具和定径套挤出相应的管坯，而后再经过波纹模块和扩口模块冷却定型，然后经过计长装置和切割装置，管材被自动地定长切断，最后进入自动扩口机，对管材头部进行扩口加工，即得到高密度聚乙烯HDPE波纹管成品。
实施例5 高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备
原料组成（重量份）：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料112份，玻璃纤维31份，氧化铝19份，聚乙烯蜡13份，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份，玄武岩8份，二氧化硅3份，膨润土3份，硬脂酸镁3份，过氧化苯甲酰5份，季戊四醇4份，γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷2份。
所述管材内层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、氧化铝、玄武岩、膨润土、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、过氧化苯甲酰和γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷；
所述管材外层配方为HDPE/氧化石墨烯改性复合材料、玻璃纤维、聚乙烯蜡、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、玄武岩、二氧化硅、膨润土、硬脂酸镁、过氧化苯甲酰、季戊四醇和γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷；
所述管材内层、外层配方中，所述HDPE/氧化石墨烯改性复合材料的比例为1:1，所述玻璃纤维的比例为1:2，所述玄武岩的比例为2:1，所述双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚的比例为1:1，所述膨润土的比例为1:3，所述过氧化苯甲酰的比例为2:1，所述γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷的比例为1:1。
所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料由以下方法制备：
（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；
（2）将15g氧化石墨烯加入到蒸馏水中超声搅拌30min，得到氧化石墨烯悬浮液；将7g碳酸钙粉溶解在蒸馏水中，将碳酸钙溶液与氧化石墨烯悬浮液混合，加入硅烷偶联剂A151，室温搅拌24h后，将溶液过滤并用蒸馏水/乙醇（体积比1:1）混合液反复洗涤，然后于60℃真空干燥10h，得到碳酸钙改性的氧化石墨烯粉末；
（3）将碳酸钙改性的氧化石墨烯加入苯中，700W超声分散均匀，然后在110℃下加入100g HDPE，搅拌至其完全溶解后，将混合液缓慢的倒入大量的无水乙醇中搅拌絮凝，过滤，干燥，打粉，得到含量为HDPE/氧化石墨烯母料，用双螺杆挤出机将所得母料与HDPE颗粒在180℃下融熔挤出造粒，得到HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料。
高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备：按照管材内层、外层配方分别将各种称量好的原料加入高速混合机使其混合均匀，物料经过干燥、高速搅拌后，进入低速搅拌，再经过传送和过筛后物料被分别输送到1号和2号挤出机内，在加温、加压作用下物料被塑化成熔融状，以不同规格的机头模具和定径套挤出相应的管坯，而后再经过波纹模块和扩口模块冷却定型，然后经过计长装置和切割装置，管材被自动地定长切断，最后进入自动扩口机，对管材头部进行扩口加工，即得到高密度聚乙烯HDPE波纹管成品。
测试例1 性能测试
为了验证本发明的效果，将实施例5比其它同类产品进行对比，具体如表1所示。
表1 性能测试结果表
项目 实施例5 市售水管
抗老化性（min） 12.57 6.08
遮光性 优秀 一般
结构形式 立体网状 立体网状
平均使用寿命（年） 60-80 30-40
柔韧性 好 一般
拉伸强度（MPa） 67.5 32.7
断裂伸张率（%） 87 52
弯曲强度（MPa） 32.5 22.1
抗冲击强度（MPa） 102 67
抗爆破压力 好 一般
由上表可知，本发明实施例5制备的高密度聚乙烯HDPE波纹管具有较好的力学性能，其断裂伸张率提高，弯曲强度、拉伸强度增强，抗冲击强度高，而其柔韧性也较好，使用寿命长，具有好的抗爆破压力和遮光性，因此，该产品具有好的市场前景。
使用实施例1-4所得到的高密度聚乙烯HDPE波纹管按上述方法进行试验，均获得了与上述试验结果相类似的试验结果。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (10)

1.一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料100-120份，玻璃纤维20-40份，氧化铝15-30份，聚乙烯蜡10-15份，抗氧剂5-10份，玄武岩5-10份，二氧化硅1-5份，膨润土1-5份，润滑剂1-5份，过氧化苯甲酰2-7份，季戊四醇2-6份，偶联剂1-3份。
2.根据权利要求1所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料105-115份，玻璃纤维25-35份，氧化铝17-22份，聚乙烯蜡12-14份，抗氧剂7-9份，玄武岩7-9份，二氧化硅2-4份，膨润土2-4份，润滑剂2-4份，过氧化苯甲酰4-6份，季戊四醇3-5份，偶联剂1.5-2.5份。
3.根据权利要求1所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料112份，玻璃纤维31份，氧化铝19份，聚乙烯蜡13份，抗氧剂8份，玄武岩8份，二氧化硅3份，膨润土3份，润滑剂3份，过氧化苯甲酰5份，季戊四醇4份，偶联剂2份。
4.根据权利要求1所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料由以下方法制备：
（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；
（2）将氧化石墨烯加入到蒸馏水中超声搅拌30min，得到氧化石墨烯悬浮液；将碳酸钙粉溶解在蒸馏水中，将碳酸钙溶液与氧化石墨烯悬浮液混合，加入硅烷偶联剂A151，室温搅拌24h后，将溶液过滤并用蒸馏水/乙醇混合液反复洗涤，然后于60℃真空干燥10h，得到碳酸钙改性的氧化石墨烯粉末；
（3）将碳酸钙改性的氧化石墨烯加入有机溶剂中，超声分散均匀，然后在100-120℃下加入HDPE，搅拌至其完全溶解后，将混合液缓慢的倒入大量的无水乙醇中搅拌絮凝，过滤，干燥，打粉，得到含量为HDPE/氧化石墨烯母料，用双螺杆挤出机将所得母料与HDPE颗粒在180℃下融熔挤出造粒，得到HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料。
5.根据权利要求4所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，所述超声功率为700W；所述蒸馏水/乙醇混合液中蒸馏水和无水乙醇的体积比为1:1；所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、苯酚、苯和DMF中的一种或几种；所述碳酸钙、氧化石墨烯和HDPE的质量比为7：（10-20）：100。
6.根据权利要求1所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，所述抗氧剂选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯、三(十六碳醇)酯、山梨酸钾、山梨酸、乳酸钠、山梨醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，所述润滑剂选自石墨、矿物油、棕榈油、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、硬脂酸钾、硬脂酸锌、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硅酮和聚偏氟乙烯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管，其特征在于，所述偶联剂选自铝酸酯、硅烷、硼酸酯偶联剂中的一种，优选硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述一种高密度聚乙烯HDPE波纹管的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：按照管材内层、外层配方分别将各种称量好的原料加入高速混合机使其混合均匀，物料经过干燥、高速搅拌后，进入低速搅拌，再经过传送和过筛后物料被分别输送到1号和2号挤出机内，在加温、加压作用下物料被塑化成熔融状，以不同规格的机头模具和定径套挤出相应的管坯，而后再经过波纹模块和扩口模块冷却定型，然后经过计长装置和切割装置，管材被自动地定长切断，最后进入自动扩口机，对管材头部进行扩口加工，即得到高密度聚乙烯HDPE波纹管成品。
10.根据权利要求9所述制备方法，其特征在于，所述管材内层配方为HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料、玻璃纤维、氧化铝、玄武岩、膨润土、抗氧剂、过氧化苯甲酰和偶联剂；所述管材外层配方为HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料、玻璃纤维、聚乙烯蜡、抗氧剂、玄武岩、二氧化硅、膨润土、润滑剂、过氧化苯甲酰、季戊四醇和偶联剂；所述管材内层、外层配方中，所述HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料的比例为1:1，所述玻璃纤维的比例为1:2，所述玄武岩的比例为2:1，所述抗氧剂的比例为1:1，所述膨润土的比例为1:3，所述过氧化苯甲酰的比例为2:1，所述偶联剂的比例为1:1。
CN201811306079.5A 2018-11-05 2018-11-05 一种高密度聚乙烯hdpe波纹管及其制备方法 Pending CN109401018A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811306079.5A CN109401018A (zh) 2018-11-05 2018-11-05 一种高密度聚乙烯hdpe波纹管及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811306079.5A CN109401018A (zh) 2018-11-05 2018-11-05 一种高密度聚乙烯hdpe波纹管及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109401018A true CN109401018A (zh) 2019-03-01

Family

ID=65471600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811306079.5A Pending CN109401018A (zh) 2018-11-05 2018-11-05 一种高密度聚乙烯hdpe波纹管及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109401018A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041602A (zh) * 2019-05-13 2019-07-23 尹伊 一种抗拉hdpe双壁波纹管及其制备方法
CN111253665A (zh) * 2020-03-25 2020-06-09 北京石墨烯研究院 高密度聚乙烯管及其制备方法
CN112421519A (zh) * 2020-10-29 2021-02-26 浙江桐欣建材有限公司 一种钢筋混凝土电力管及其加工工艺
CN112961420A (zh) * 2021-02-08 2021-06-15 南通第六元素材料科技有限公司 一种托辊用石墨烯改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
CN114644806A (zh) * 2022-03-25 2022-06-21 安庆市悦发管业有限公司 一种内衬x型交叉支撑耐压hdpe缠绕管
CN115141422A (zh) * 2022-07-04 2022-10-04 安徽塑茂管道科技有限公司 一种改性hdpe波纹管及其加工方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102145887A (zh) * 2011-05-18 2011-08-10 中国科学院长春应用化学研究所 石墨烯氧化物的制备和提纯方法
CN103497396A (zh) * 2013-09-18 2014-01-08 天津盛象塑料管业有限公司 一种大口径双壁波纹管
CN103897244A (zh) * 2014-03-10 2014-07-02 西安理工大学 高阻隔性氧化石墨烯-聚乙烯纳米复合薄膜的制备方法
CN105440406A (zh) * 2015-12-14 2016-03-30 安徽宁国市高新管业有限公司 一种高阻燃改性聚乙烯管材
CN106349540A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 安庆市悦发管业有限公司 一种抗静电的pe波纹管材及其制备方法
CN107216572A (zh) * 2017-06-27 2017-09-29 四川海洋塑胶有限公司 一种复合注塑材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102145887A (zh) * 2011-05-18 2011-08-10 中国科学院长春应用化学研究所 石墨烯氧化物的制备和提纯方法
CN103497396A (zh) * 2013-09-18 2014-01-08 天津盛象塑料管业有限公司 一种大口径双壁波纹管
CN103897244A (zh) * 2014-03-10 2014-07-02 西安理工大学 高阻隔性氧化石墨烯-聚乙烯纳米复合薄膜的制备方法
CN105440406A (zh) * 2015-12-14 2016-03-30 安徽宁国市高新管业有限公司 一种高阻燃改性聚乙烯管材
CN106349540A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 安庆市悦发管业有限公司 一种抗静电的pe波纹管材及其制备方法
CN107216572A (zh) * 2017-06-27 2017-09-29 四川海洋塑胶有限公司 一种复合注塑材料

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041602A (zh) * 2019-05-13 2019-07-23 尹伊 一种抗拉hdpe双壁波纹管及其制备方法
CN111253665A (zh) * 2020-03-25 2020-06-09 北京石墨烯研究院 高密度聚乙烯管及其制备方法
CN112421519A (zh) * 2020-10-29 2021-02-26 浙江桐欣建材有限公司 一种钢筋混凝土电力管及其加工工艺
CN112961420A (zh) * 2021-02-08 2021-06-15 南通第六元素材料科技有限公司 一种托辊用石墨烯改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
CN112961420B (zh) * 2021-02-08 2022-12-16 南通第六元素材料科技有限公司 一种托辊用石墨烯改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
CN114644806A (zh) * 2022-03-25 2022-06-21 安庆市悦发管业有限公司 一种内衬x型交叉支撑耐压hdpe缠绕管
CN114644806B (zh) * 2022-03-25 2023-05-09 安庆市悦发管业有限公司 一种内衬x型交叉支撑耐压hdpe缠绕管
CN115141422A (zh) * 2022-07-04 2022-10-04 安徽塑茂管道科技有限公司 一种改性hdpe波纹管及其加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109401018A (zh) 一种高密度聚乙烯hdpe波纹管及其制备方法
CN101358005B (zh) 高密度聚乙烯中空壁缠绕管的制造方法
CN103709516A (zh) 高强度聚丙烯电缆护套管材料及其制备方法
CN104565584A (zh) 一种钢丝骨架增强聚乙烯复合管及其制备工艺
CN105987237A (zh) 热塑性连续纤维预浸带高强管及其制造方法和制造设备
CN104961383A (zh) 一种抗冲击抗弯曲环保人造石板材
CN103497396A (zh) 一种大口径双壁波纹管
CN104405963A (zh) 一种塑料管材及其制备方法
CN104403163B (zh) 用于聚乙烯双壁波纹管的母料及其制备方法
CN102964659A (zh) 一种多功能聚乙烯-不锈钢复合管
CN105440482A (zh) 一种高抗冲击性改性填料填充的硬质pvc管材
CN104118122B (zh) 一种大径聚乙烯缠绕结构压力管的生产工艺
CN107236172A (zh) 一种纤维增强聚乙烯缠绕结构壁管材及制造方法及制造原材料
CN110003542A (zh) 一种耐热防腐橡胶管的制备方法
CN109320870A (zh) 一种耐寒pvc电缆保护管的加工工艺
CN209800954U (zh) 塑玻管的连接结构
CN109988425A (zh) 一种耐高低温循环开裂聚苯硫醚增韧复合材料及其制备方法
CN109021405A (zh) 一种高强度高低温韧性的ppr管材及其制备方法和应用
CN206246855U (zh) 一种pvc管
CN108929522A (zh) 一种基于真空袋压法修复管道的复合材料及其制备方法
CN209800955U (zh) 一种塑玻管的连接结构
CN113418129A (zh) 一种玻璃微珠和玻璃纤维复合增强波纹管及其生产方法
CN109161076A (zh) 一种高抗冲击性防腐轻质pe实壁管的制备工艺
CN102070823B (zh) Aes树脂改性聚丙烯复合材料
CN211475233U (zh) 一种保温岩棉管

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190301

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication