CN110726013B - 一种pe管件及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及PE管件技术领域，公开了一种PE管件，包括外层和内层，且所述内层与所述外层的厚度比为1:4‑5，其中所述外层按质量份计包括有：高密度聚乙烯树脂80‑100份；聚乙烯醇缩醛5‑8份；乙丙橡胶10‑15份；交联剂3‑5份；抗静电剂2‑8份；抗氧化剂4‑8份；所述内层按质量份计包括有：高密度聚乙烯树脂15‑25份；邻苯二甲酸酯2‑5份；脂肪酸锌2‑4份；流平剂0.5‑1份；消泡剂0.5‑1份。本发明能够延长管件的使用寿命。

Description

一种PE管件及其生产工艺
技术领域
本发明涉及PE管件技术领域，特别涉及一种PE管件及其生产工艺。
背景技术
PE是聚乙烯塑料，最基础的一种塑料，塑料袋、保鲜膜等都是PE，HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，因此就有许多的管件、管道都是使用PE作为基本材料进行生产的，其中就包括有地下燃气管道。
其中，如今发现在诸多的管道事故中，由于第三方破坏的原因(比如挖机的铲挖)导致管道损坏站到了百分之五十以上，其占比是所有事故原因中最大的，另外还有两个比较大的方面就是施工缺陷和腐蚀；这些原因导致了PE管件在使用过程中，要么被物理破坏或者化学腐蚀，从而导致了使用寿命较短的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种PE管件及其生产工艺，旨在解决使用寿命短的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种PE管件，包括外层和内层，且所述内层与所述外层的厚度比为1:4-5，其中所述外层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000011
所述内层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000012
本发明的进一步设置为：所述外层中的高密度聚乙烯树脂的密度大于0.950g/cm3，熔融指数为0.1-8g/10min之间的HDPE树脂。
本发明的进一步设置为：所述内层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.935-0.950g/cm3，熔融指数为8-20g/10min之间的HDPE树脂。
本发明的进一步设置为：所述外层和内层中均加入有成核剂。
本发明的进一步设置为：所述成核剂为滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑或云母中的一种或几种的混合。
本发明的进一步设置为：按质量份计，所述外层中还包括有3-5份氧化锌。
本发明的进一步设置为：按质量份计，所述内层中还包括有1-2份硫酸钡。
本发明的进一步设置为：所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶。
本发明还提供了一种生产如上任一项所述PE管件的工艺，包括以下步骤：
S1，将外层和内层的原料分别投入到不同的混合机中，搅拌混合；
S2，经双螺杆造粒机进行造粒；
S3，将内层的物料和外层的物料分别加入到双头挤出机中共挤成形；
S4，切割成所需的长度，得产品。
本发明的有益效果是：外层主要是以高密度聚乙烯树脂为骨料，然后还加入有聚乙烯醇缩醛和乙丙橡胶，其中由于高密度聚乙烯具有较好的韧性，同时加入的聚乙烯醇缩醛具有较好的耐磨性和柔韧性，而乙丙橡胶则在成产过程中形成热塑性弹性体，从而使得外层结构可以增加弹性作用，因此当外层在受到外界的挤压作用，比如挖机爪的作用时，其一外层可以发生一定的形变，从而减小挖机与外层之间的应力总大小，同时由于外层的韧性较强，因此在相同形变的作用下，外层可以较好的保持住其形状，并较好的抵御外界的挤压作用，即外层不容易发生破裂；同时乙丙橡胶使得外层具有了较好的冲击弹性，而聚乙烯醇缩醛具有一定的胶黏剂的作用，可以更好的提高各成分之间的整体性，并提高管道的质量。
内层是以高密度聚乙烯树脂为骨料，主要加入邻苯二甲酸酯和脂肪酸锌；如此不仅可以使得内层具有较好的抗腐蚀作用，同时邻苯二甲酸酯与高密度聚乙烯树脂作用，使得高密度聚乙烯树脂在成形后能够形成软化和弹性的作用；同时脂肪酸锌不仅能够提高内层的弹性，而且还能够提高抗撕裂强度；如此当外层受到外界的挤压作用时，内层不仅可以随之而发生形变，从而防止内层发生撕裂或破裂，同时内层的邻苯二甲酸酯和脂肪酸锌使得内层的弹性较好，即使管道发生了挤压新编后，其也可以较好的发生回弹，从而后续正常的使用。
外层中的交联剂、抗静电剂和抗氧化剂使得外层结构可以较好的保持均衡性，同时抗氧化和抗静电能够使得外层较好的抵御外界，比如空气或土壤的作用，从而提高管道是使用寿命；而内层中的流平剂和消泡剂可以使得内层保持密实和平整的状态，结构质量高。
内层与外层之间的厚度比为1:4-5，由于管道主要是外层受到的作用较多，及外层不仅要对内层以及内层中的介质起到盛装作用，同时还需要对外界的结构进行接触，而内层的作用主要是对液体起到盛装，因此内层的厚度较小，而外层的厚度较大；同时当外界作用于管道时也主要是通过外层进行抵御，而内层只要能够保证将介质装满即可，因此二者的厚度比为1:4-5是最贴合于实际所需的。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例1
一种PE管件，包括外层和内层，且所述内层与所述外层的厚度比为1:4，其中所述外层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000031
所述内层按质量份计包括有(其中外层和内层是分开取量的，即二者的“份”并不存在对应的关系，但内层以及外层内部的“份”存在有对应的关系)：
Figure BDA0002241908070000032
所述外层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.955g/cm3，熔融指数为0.5g/10min的HDPE树脂。所述内层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.935g/cm3，熔融指数为10g/10min的HDPE树脂。
所述外层和内层中分别加入有2份和0.5份成核剂(外层中的“份”和内层中的“份”分别对应其内部的“份”量)。所述成核剂为滑石粉。
所述乙丙橡胶为二元乙丙橡胶。
本发明还提供了一种生产如上任一项所述PE管件的工艺，包括以下步骤：
S1，将外层和内层的原料分别投入到不同的混合机中，搅拌混合；
S2，经双螺杆造粒机进行造粒；
S3，将内层的物料和外层的物料分别加入到双头挤出机中共挤成形；
S4，切割成所需的长度，得产品。
实施例2
一种PE管件，包括外层和内层，且所述内层与所述外层的厚度比为1:5，其中所述外层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000041
所述内层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000042
所述外层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.975g/cm3，熔融指数为3g/10min的HDPE树脂。所述内层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.950g/cm3，熔融指数为20g/10min的HDPE树脂。
所述外层和内层中分别加入有5份和1份成核剂。所述外层中的成核剂为碳酸钙，内层中的成核剂为明矾。
所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶。
本发明还提供了一种生产如上任一项所述PE管件的工艺，包括以下步骤：
S1，将外层和内层的原料分别投入到不同的混合机中，搅拌混合；
S2，经双螺杆造粒机进行造粒；
S3，将内层的物料和外层的物料分别加入到双头挤出机中共挤成形；
S4，切割成所需的长度，得产品。
实施例3
一种PE管件，包括外层和内层，且所述内层与所述外层的厚度比为1:4.5，其中所述外层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000043
所述内层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000044
Figure BDA0002241908070000051
所述外层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.960g/cm3，熔融指数为6g/10min的HDPE树脂。所述内层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.940g/cm3，熔融指数为15g/10min的HDPE树脂。
所述外层和内层中分别加入有4份和1份成核剂。所述外层中的成核剂为二氧化硅，内层中的成核剂为氧化钙。
所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶。
按质量份计，所述外层中还包括有3份氧化锌。
本发明还提供了一种生产如上任一项所述PE管件的工艺，包括以下步骤：
S1，将外层和内层的原料分别投入到不同的混合机中，搅拌混合；
S2，经双螺杆造粒机进行造粒；
S3，将内层的物料和外层的物料分别加入到双头挤出机中共挤成形；
S4，切割成所需的长度，得产品。
实施例4
一种PE管件，包括外层和内层，且所述内层与所述外层的厚度比为1:4.8，其中所述外层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000052
所述内层按质量份计包括有：
Figure BDA0002241908070000053
所述外层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.985g/cm3，熔融指数为0.5g/10min的HDPE树脂。所述内层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.950g/cm3，熔融指数为18g/10min的HDPE树脂。
所述外层和内层中分别加入有2份和0.5份成核剂。所述外层中的成核剂为炭黑，内层中的成核剂为氧化钙。
所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶。
按质量份计，所述外层中还包括有5份氧化锌。
按质量份计，所述内层中还包括有1.5份硫酸钡。
本发明还提供了一种生产如上任一项所述PE管件的工艺，包括以下步骤：
S1，将外层和内层的原料分别投入到不同的混合机中，搅拌混合；
S2，经双螺杆造粒机进行造粒；
S3，将内层的物料和外层的物料分别加入到双头挤出机中共挤成形；
S4，切割成所需的长度，得产品。
设计实验
取每个实施例的样品的管或板，同时取目前市场上常规的PE管或板，记为实施例5；
分别按GB/T 1042-1992测试每个样品的拉伸屈服应力(MPa)，其中拉伸速度为100mm/min,测试温度为25℃；
按GB/T 9341-2000测试每个样品的弯曲弹性模量(MPa)，其中速度为2mm/min,测试温度为25℃；
按GB/T 1843-1996测试每个样品的悬臂梁缺口冲击强度(kj·m-2)，测试温度为25℃；
再取10m长，直径为1m，壁厚为3cm的样品平放在地面，同时在样品两端以2m/s的速度通过水流，水流充盈整个管道。取挖机的爪，并向下以0.3m/s的速度作用于管道的中部的顶部，爪作用到管道后继续下降的高度为30cm，模拟挖机作用到管道上时，管道受到挖机的作用速度和作用深度，并记录管道开始渗水前爪试验的次数(次)。
测试结论如下：
Figure BDA0002241908070000061
通过以上数据可以看出，以本发明的实施例一至实施例四所制成的PE管或板不仅能够具有更好的机械性能，而且还能够更好的抵御外界的作用力，如此便可以很好的防止在施工过程中引起管件的损坏，同时也很好的延长了管件的使用寿命。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种PE管件，其特征在于，包括外层和内层，且所述内层与所述外层的厚度比为1:4-5，其中所述外层按质量份计包括有：
Figure FDA0002937650820000011
所述内层按质量份计包括有：
Figure FDA0002937650820000012
所述外层中的高密度聚乙烯树脂的密度大于0.950g/cm3，熔融指数为0.1-8g/10min之间的HDPE树脂；
所述内层中的高密度聚乙烯树脂的密度为0.935-0.950g/cm3，熔融指数为8-20g/10min之间的HDPE树脂。
2.根据权利要求1所述的一种PE管件，其特征在于：所述外层和内层中均加入有成核剂。
3.根据权利要求2所述的一种PE管件，其特征在于：所述成核剂为滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑或云母中的一种或几种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种PE管件，其特征在于：按质量份计，所述外层中还包括有3-5份氧化锌。
5.根据权利要求1所述的一种PE管件，其特征在于：按质量份计，所述内层中还包括有1-2份硫酸钡。
6.根据权利要求1所述的一种PE管件，其特征在于：所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶。
7.一种生产如权利要求1至6任一项所述一种PE管件的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1，将外层和内层的原料分别投入到不同的混合机中，搅拌混合；
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S3，将内层的物料和外层的物料分别加入到双头挤出机中共挤成形；
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