CN110157067A - 一种绿色环保的hdpe输水管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绿色环保的HDPE输水管材及其制备方法，管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯30‑50份、硬脂酸钙10‑20份、白炭黑4‑12份、高铝矾土5‑10份、硅钙钡8‑16份、石英砂4‑10份、片状刚玉5‑15份、碳化硅晶粒3‑9份、增韧剂2‑6份，本发明制备方法简单，制得的输水管材具有优异的耐磨、抗压性能，使用寿命长。

Description

一种绿色环保的HDPE输水管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及输水管材制备技术领域，具体为一种绿色环保的HDPE输水管材及其制备方法。
背景技术
聚乙烯管材在生活和工业领域有广泛的应用，聚乙烯管材的长期承压性(一般通过管材对应静液压试验环向应力表现)是衡量管材性能的最重要指标。
当前，聚乙烯管材承压性能最好的是PE100级聚乙烯管材，但为了达到更高的承压性能，人们仍在不断地尝试提高聚乙烯管材的承压性。现有的提高聚乙烯管材承压性能技术中，以化学合成或化学改性为主，不仅工艺复杂而且成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色环保的HDPE输水管材及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种绿色环保的HDPE输水管材,管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯30-50份、硬脂酸钙10-20份、白炭黑4-12份、高铝矾土5-10份、硅钙钡8-16份、石英砂4-10份、片状刚玉5-15份、碳化硅晶粒3-9份、增韧剂2-6份。
优选的，管材组分优选的成分配比包括高密度聚乙烯40份、硬脂酸钙15份、白炭黑8份、高铝矾土8份、硅钙钡12份、石英砂7份、片状刚玉10份、碳化硅晶粒6份、增韧剂4份。
优选的，所述增韧剂由20％发泡聚苯乙烯、30％羧基丁腈橡胶、20％聚酰胺、10％植物纤维、10％氢氧化钙、10％聚阴离子纤维素组成。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为200-400转/分，搅拌时间为10min-30min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备方法简单，制得的输水管材具有优异的耐磨、抗压性能，使用寿命长；其中，本发明中添加的白炭黑、高铝矾土、硅钙钡能够提高管材的耐磨性能；添加的片状刚玉、碳化硅晶粒，能够提高管材的抗压能力；本发明中添加的增韧剂不但具有良好的耐磨性能，而且具有良好的耐腐性，能够进一步延长管材的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：一种绿色环保的HDPE输水管材,管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯30-50份、硬脂酸钙10-20份、白炭黑4-12份、高铝矾土5-10份、硅钙钡8-16份、石英砂4-10份、片状刚玉5-15份、碳化硅晶粒3-9份、增韧剂2-6份；其中，增韧剂由20％发泡聚苯乙烯、30％羧基丁腈橡胶、20％聚酰胺、10％植物纤维、10％氢氧化钙、10％聚阴离子纤维素组成。
实施例一：
管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯30份、硬脂酸钙10份、白炭黑4份、高铝矾土5份、硅钙钡8份、石英砂4份、片状刚玉5份、碳化硅晶粒3份、增韧剂2份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为200转/分，搅拌时间为10min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
实施例二：
管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯50份、硬脂酸钙20份、白炭黑12份、高铝矾土10份、硅钙钡16份、石英砂10份、片状刚玉15份、碳化硅晶粒9份、增韧剂6份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为400转/分，搅拌时间为30min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
实施例三：
管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯35份、硬脂酸钙12份、白炭黑6份、高铝矾土6份、硅钙钡9份、石英砂6份、片状刚玉7份、碳化硅晶粒4份、增韧剂3份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为250转/分，搅拌时间为15min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
实施例四：
管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯45份、硬脂酸钙18份、白炭黑10份、高铝矾土8份、硅钙钡14份、石英砂8份、片状刚玉12份、碳化硅晶粒8份、增韧剂5份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为350转/分，搅拌时间为25min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
实施例五：
管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯35份、硬脂酸钙16份、白炭黑9份、高铝矾土7份、硅钙钡13份、石英砂8份、片状刚玉9份、碳化硅晶粒7份、增韧剂3份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为320转/分，搅拌时间为22min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
实施例六：
管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯40份、硬脂酸钙15份、白炭黑8份、高铝矾土8份、硅钙钡12份、石英砂7份、片状刚玉10份、碳化硅晶粒6份、增韧剂4份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为300转/分，搅拌时间为20min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
实验例：
采用本发明各实施例制得的管材进行抗压和抗拉伸试验，得到数据如下表：
抗压强度(MPA) 抗拉伸强度(MPA)
实施例一 65 43
实施例二 65 44
实施例三 68 43
实施例四 63 42
实施例五 64 46
实施例六 71 48
本发明制备方法简单，制得的输水管材具有优异的耐磨、抗压性能，使用寿命长；其中，本发明中添加的白炭黑、高铝矾土、硅钙钡能够提高管材的耐磨性能；添加的片状刚玉、碳化硅晶粒，能够提高管材的抗压能力；本发明中添加的增韧剂不但具有良好的耐磨性能，而且具有良好的耐腐性，能够进一步延长管材的使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种绿色环保的HDPE输水管材,其特征在于：管材组分按重量份数包括高密度聚乙烯30-50份、硬脂酸钙10-20份、白炭黑4-12份、高铝矾土5-10份、硅钙钡8-16份、石英砂4-10份、片状刚玉5-15份、碳化硅晶粒3-9份、增韧剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种绿色环保的HDPE输水管材,其特征在于：管材组分优选的成分配比包括高密度聚乙烯40份、硬脂酸钙15份、白炭黑8份、高铝矾土8份、硅钙钡12份、石英砂7份、片状刚玉10份、碳化硅晶粒6份、增韧剂4份。
3.根据权利要求1或2所述的一种绿色环保的HDPE输水管材,其特征在于：所述增韧剂由20％发泡聚苯乙烯、30％羧基丁腈橡胶、20％聚酰胺、10％植物纤维、10％氢氧化钙、10％聚阴离子纤维素组成。
4.实现权利要求1或2所述的一种绿色环保的HDPE输水管材的制备方法,其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
A、将硬脂酸钙、白炭黑、高铝矾土、硅钙钡、石英砂、片状刚玉、碳化硅晶粒混合后加入研磨机中研磨，得到混合物A；
B、将高密度聚乙烯、增韧剂混合后加入搅拌釜中低速搅拌，搅拌速率为200-400转/分，搅拌时间为10min-30min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，之后通过带混炼功能螺杆的管材挤出机塑化挤出。
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