CN110066448A - 一种韧性pe给水管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种韧性PE给水管及其制备方法。所述韧性PE给水管由PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝组成，所述膨体聚四氟乙烯由膨体聚四氟乙烯膜、银杏壳、茶叶末和甲壳素反应制得，所述回收PE由回收级PE、稀硫酸水溶液、双氧水、氢氧化钠水溶液、顺丁烯二酸酐、施敏打硬PM165‑R、六氢苯酐和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂反应制得。本发明提供的韧性PE给水管具有优异的耐压性、断裂伸长率和氧化诱导时间。

Description

一种韧性PE给水管及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料管材领域，具体涉及一种韧性PE给水管及其制备方法。

背景技术

随着聚乙烯给水管材在生活和生产中应用领域的扩大，不同市场对聚乙烯给水管材性能特别是耐压性、断裂伸长率和氧化诱导时间方面提出更高的要求。因此，聚乙烯给水管材生产企业通过自主和委外研发来提高企业产品的市场竞争力。虽然普通聚乙烯给水管材一般在耐压性、断裂伸长率和氧化诱导时间指标上高于国家标准中的最低条件，但仍不满足客户的高要求指标。因此，PE给水管在耐压性、断裂伸长率和氧化诱导时间方面需要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种韧性PE给水管，该韧性PE给水管采用PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝制备得到，具有优异的耐压性、断裂伸长率和氧化诱导时间。

本发明的另一目的在于提供上述韧性PE给水管的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种韧性PE给水管，由质量份数比为70:17～25:39～56:4～9:15～26的PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝组成；其中，所述的膨体聚四氟乙烯由质量份数比为30:13～20:10～18:8～16的膨体聚四氟乙烯膜、银杏壳、茶叶末和甲壳素反应制得；所述的回收PE由质量份数比为95:38～50:35～52:53～62:10～19:23～37:5～9:13～25的回收级PE、稀硫酸水溶液、双氧水、氢氧化钠水溶液、顺丁烯二酸酐、施敏打硬PM165-R、六氢苯酐和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂反应制得。

优选地，所述的PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝的质量份数比为70:21:43:5:19。

上述韧性PE给水管的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将回收级PE和稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为125～153℃、0.01～0.3MPa反应0.5～2h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和双氧水、氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为90～115℃、0.03～0.1MPa反应0.5～3h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和顺丁烯二酸酐、施敏打硬PM165-R、六氢苯酐和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；所述的稀硫酸水溶液的目的是为尽快将回收PE中杂质去除；所述的双氧水和氢氧化钠水溶液的目的是为改善回收PE料表面性能；所述的施敏打硬PM165-R、六氢苯酐和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂的目的是为改善回收PE料的韧性和耐压性；

(2)、将银杏壳、茶叶末和甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；所述的银杏壳、茶叶末和甲壳素的目的是为改善韧性PE给水管的氧化诱导时间和耐微生物老化性能；

(3)、将PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度170～223℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

本发明的有益效果在于：

1、回收级PE先通过酸浸，将PE中杂质去除，其次通过碱性氧化，改善回收级PE的表面性能，通过将施敏打硬PM165-R、六氢苯酐和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂胶黏剂组合引入到回收级PE中，不仅能明显弥补和改善回收级PE的力学性能差的缺陷，还能因施敏打硬PM165-R和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂高韧性而改善PE管材的韧性；制备的回收PE能明显改善韧性PE给水管的耐压性和断裂伸长率；

2、银杏壳、茶叶末和甲壳素具有优异的抗氧化性和抑菌性，通过将银杏壳、茶叶末和甲壳素填充在膨体聚四氟乙烯膜孔隙结构中，不仅能改善银杏壳、茶叶末和甲壳素在PE中的分散性，还能明显改善PE材料的氧化诱导时间和微生物腐蚀性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

实施例1

一种韧性PE给水管，其制备方法包括以下步骤：

(1)、称取95份回收级PE和43份8％(wt.％)稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为135℃、0.09MPa反应1h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和38份双氧水、56份5％(wt.％)氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为99℃、0.06MPa反应0.9h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和13.7份顺丁烯二酸酐、29.5份施敏打硬PM165-R、5.5份六氢苯酐和15.2份端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、称取16.8份银杏壳、15.6份茶叶末和10.7份甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将30份膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、称取70份PE粉、21份膨体聚四氟乙烯、43份回收PE、5份硬脂酸钙和19份三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度178℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

实施例2

一种韧性PE给水管，其制备方法包括以下步骤：

(1)、称取95份回收级PE和38份8％(wt.％)稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为125℃、0.01MPa反应2h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和35份双氧水、53份5％(wt.％)氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为90℃、0.03MPa反应3h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和10份顺丁烯二酸酐、23份施敏打硬PM165-R、5份六氢苯酐和13份端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、称取13份银杏壳、10份茶叶末和8份甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将30份膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、称取70份PE粉、17份膨体聚四氟乙烯、39份回收PE、4份硬脂酸钙和15份三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度170℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

实施例3

一种韧性PE给水管，其制备方法包括以下步骤：

(1)、称取95份回收级PE和50份8％(wt.％)稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为153℃、0.3MPa反应0.5h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和52份双氧水、62份5％(wt.％)氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为115℃、0.1MPa反应0.5h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和19份顺丁烯二酸酐、37份施敏打硬PM165-R、9份六氢苯酐和25份端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、称取20份银杏壳、18份茶叶末和16份甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将30份膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、称取70份PE粉、25份膨体聚四氟乙烯、56份回收PE、9份硬脂酸钙和26份三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度223℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

实施例4

一种韧性PE给水管，其制备方法包括以下步骤：

(1)、称取95份回收级PE和39份8％(wt.％)稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为128℃、0.04MPa反应0.6h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和38份双氧水、57份5％(wt.％)氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为99℃、0.06MPa反应0.9h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和12份顺丁烯二酸酐、25份施敏打硬PM165-R、5.9份六氢苯酐和15.3份端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、称取14.6份银杏壳、13.2份茶叶末和9.5份甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将30份膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、称取70份PE粉、19.5份膨体聚四氟乙烯、43份回收PE、4.9份硬脂酸钙和18份三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度175℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

实施例5

一种韧性PE给水管，其制备方法包括以下步骤：

(1)、称取95份回收级PE和43份8％(wt.％)稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为133℃、0.1MPa反应1h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和39份双氧水、55份5％(wt.％)氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为103℃、0.06MPa反应1.5h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和13份顺丁烯二酸酐、26份施敏打硬PM165-R、8份六氢苯酐和17份端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、称取16份银杏壳、14份茶叶末和12份甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将30份膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、称取70份PE粉、20份膨体聚四氟乙烯、52份回收PE、6份硬脂酸钙和21份三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度183℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

实施例6

一种韧性PE给水管，其制备方法包括以下步骤：

(1)、称取95份回收级PE和46份8％(wt.％)稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为150℃、0.25MPa反应1.7h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和50份双氧水、58份5％(wt.％)氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为112℃、0.08MPa反应2.5h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和16份顺丁烯二酸酐、34份施敏打硬PM165-R、7.5份六氢苯酐和23份端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、称取17份银杏壳、16.5份茶叶末和13.9份甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将30份膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、称取70份PE粉、22份膨体聚四氟乙烯、51份回收PE、7份硬脂酸钙和25份三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度193℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

实施例7

一种韧性PE给水管，其制备方法包括以下步骤：

(1)、称取95份回收级PE和44份8％(wt.％)稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为145℃、0.22MPa反应1.7h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和41份双氧水、57份5％(wt.％)氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为110℃、0.07MPa反应2.6h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和14份顺丁烯二酸酐、32份施敏打硬PM165-R、7.6份六氢苯酐和22.3份端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、称取16.1份银杏壳、15.3份茶叶末和14.6份甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将30份膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、称取70份PE粉、22份膨体聚四氟乙烯、51份回收PE、6份硬脂酸钙和25份三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度188℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。

对照例1

本对照例中，不添加回收PE，其它组分与制备方法与实施例1相同。

对照例2

本对照例中，不添加膨体聚四氟乙烯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3

本对照例中，配方中选用普通回收级PE替代实施例1中的回收PE，其它组分与制备方法与实施例1相同。

对照例4

本对照例中，配方中选用普通膨体聚四氟乙烯膜替代实施例1中的膨体聚四氟乙烯，其它组分与制备方法与实施例1相同。

对实施例1～7和对照例1～4制得的韧性PE给水管，耐压性、断裂伸长率和拉伸强度分别按照GB/T 6111、GB/T 17391和GB/T 8804.2进行测试，测试结果见下表1和表2。

表1实施例1～7制得的韧性PE给水管的性能参数

表2实施例1和对照例1～4制得的韧性PE给水管的性能参数

由上表1和表2可知，本发明各实施例制备得到的韧性PE给水管的静液压强度、氧化诱导时间和断裂伸长率较优，这表明以本发明提供的原料制备得到的韧性PE给水管具有较好的静液压强度、氧化诱导时间和断裂伸长率；相比之下，各对照例的原料制备得到的韧性PE给水管的静液压强度、氧化诱导时间和断裂伸长率较差。另外，本发明各实施例制备得到的韧性PE给水管具有较好的静液压强度、氧化诱导时间和断裂伸长率。

以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种韧性PE给水管，其特征在于，由质量份数比为70:17～25:39～56:4～9:15～26的PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝组成；其中，所述的膨体聚四氟乙烯由质量份数比为30:13～20:10～18:8～16的膨体聚四氟乙烯膜、银杏壳、茶叶末和甲壳素反应制得；所述的回收PE由质量份数比为95:38～50:35～52:53～62:10～19:23～37:5～9:13～25的回收级PE、稀硫酸水溶液、双氧水、氢氧化钠水溶液、顺丁烯二酸酐、施敏打硬PM165-R、六氢苯酐和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂反应制得。

2.根据权利要求1所述韧性PE给水管，其特征在于，所述的PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝的质量份数比为70:21:43:5:19。

3.根据权利要求1所述韧性PE给水管，其特征在于，所述的稀硫酸水溶液质量百分含量为8％。

4.根据权利要求1所述韧性PE给水管，其特征在于，所述的氢氧化钠水溶液质量百分含量为5％。

5.权利要求1～4任一所述韧性PE给水管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、将回收级PE和稀硫酸水溶液加入到反应釜中，搅拌速度为50r/min，反应温度为125～153℃、0.01～0.3MPa反应0.5～2h，产物经过滤、水洗涤、干燥，将产物和双氧水、氢氧化钠水溶液添加至反应釜中，搅拌速度为75r/min，反应温度为90～115℃、0.03～0.1MPa反应0.5～3h，产物经过滤、水洗涤、干燥，粉碎，将产物和顺丁烯二酸酐、施敏打硬PM165-R、六氢苯酐和端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂添加至高速混合机中，用高速混合机在25℃、500r/min条件下常温高速混合15min，得到回收PE；

(2)、将银杏壳、茶叶末和甲壳素添加至球磨机中，筒体转速为35r/min，球磨温度为25℃条件下球磨2h，将膨体聚四氟乙烯膜破碎后添加至球磨机中，维持上述反应条件下继续球磨0.5h，得到膨体聚四氟乙烯；

(3)、将PE粉、膨体聚四氟乙烯、回收PE、硬脂酸钙和三氧化二铝加入到高速混合机中，用高速混合机在30℃、750r/min条件下常温高速混合10min，将产物转移至120℃烘箱干燥30min，用挤出机在温度170～223℃挤出成型，即得到韧性PE给水管。