CN111040281A - 用于双壁波纹管内层的hdpe复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料及其制备方法，包括以下原料HDPE、线性高压料、高压料、表面处理后的重钙粉、内润滑剂、外润滑剂、辅助分散剂、MBS树脂、高岭土、纳米硫酸钡、苯甲酸钠、色母。将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；将剩余原料加入高速混机中混合均匀；将混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒烘干得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；本发明制备的复合材料用于双壁波纹管内层的生产，其具备良好的加工适应性和性价比、并且材料韧性、物相均匀性，相容性良好，熔体强度适中，熔体延展率好等优点。

Description

用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料改性技术领域，具体涉及一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法。
背景技术
双壁波纹管主要用于排水、排污，通常埋在地下，对管材外观要求不高，只要管材具有一定环刚度和耐磨、耐腐蚀的性能，传统上，为了达到双壁波纹管的国家规定的环刚度、抗冲击能力、环柔等性能要求，在生产双壁波纹管内层时使用树脂(HDPE或者PP)与合适的增刚功能母料、高压料等其它物料按一定的比例混合均匀后进行使用(俗称混配料)。使用混配料容易出现以下问题：1)挤出螺杆为单螺杆，对混配料的混炼能力有限，管材产品外观粗糙，容易产生缺陷性能不稳定等因素；2)混配料塑化混炼对工艺要求较高，产品成品率较低；3)由于各种物料比重、形貌、静电等差异导致混配料局部不均匀，管材性能不稳定，管重波动较大。
双壁波纹管内层专用料作为一种均相的HDPE复合材料，是其性能优异，可广泛应用于城市排水管网，其关键的理化性能指标为表1所示；
表1
Figure BDA0002341748170000011
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量份的原料：50～110份HDPE、5～25份线性高压料、1～20份高压料、20～70份表面处理后的重钙粉、0.3～2.5份内润滑剂、0.3～1.5份外润滑剂、0.1～2.5份辅助分散剂、1～3份MBS树脂、0.3～0.5份高岭土、纳米硫酸钡0.3～0.5份、0.3～0.6份苯甲酸钠、1～3份色母。
优选的是，包括以下重量份的原料：90份HDPE、20份线性高压料、15份高压料、50份表面处理后的重钙粉、1.5份内润滑剂、0.8份外润滑剂、1份辅助分散剂、1份MBS树脂、0.4份高岭土、纳米硫酸钡0.5份、0.5份苯甲酸钠、1.5份色母。
优选的是，还包括以下组分的原料：改性陶瓷纤维6～12份、辛癸酸二亚甲基锡1～3份、纳米二氧化钛2～4份；
所述改性陶瓷纤维的制备方法为：将陶瓷纤维置于低温等离子体发生器中，通气，调节放电电压，采用射频放电，进行等离子体处理20～30min，得到预处理陶瓷纤维；按重量份，取10～12份预处理陶瓷纤维、30～40份多巴胺盐酸溶液和5～8份环糊精加入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高静压处理设备中，将加压腔体密封，加压进行高静压处理，清洗，干燥得到改性陶瓷纤维；所述高静压处理的参数为：以15～25MPa/s的升压速度升至350～600MPa，在常温下保压处理30～60min；在高静压处理过程中将真空包装袋采用锡纸进行包裹实现避光；所述多巴胺盐酸溶液的浓度为15～20mg/mL；所述低温等离子体发生器通气的气体为氩气；所述低温等离子体发生器的放电电压为10kV～16kV。
优选的是，包括以下重量份的原料：90份HDPE、20份线性高压料、15份高压料、50份表面处理后的重钙粉、1.5份内润滑剂、0.8份外润滑剂、1份辅助分散剂、1份MBS树脂、0.4份高岭土、纳米硫酸钡0.5份、0.5份苯甲酸钠、1.5份色母、改性陶瓷纤维8份、辛癸酸二亚甲基锡2份、纳米二氧化钛3份。
优选的是，所述HDPE中杂质聚丙乙烯塑料含量小于5％，其他类杂质塑料含量小于2％。
优选的是，所述的线性高压料为回收颗粒均匀的团粒料、经过造粒拉条的颗粒料、原生料中的任意一种。
优选的是，所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至10～12kV，进行等离子体处理10～15min，得到预处理重钙粉；按重量份，将5～10份预处理重钙粉、80～100份乙醇和2～3份铝酸酯偶联剂加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1～3小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述预处理重钙粉与球磨球的重量比为1:3～5；球磨的转速为200～300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
优选的是，所述外润滑剂为石蜡、液体石蜡、微晶石蜡中的一种或几种；所述内润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种；所述辅助分散剂为氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种；所述色母为橙色色母、蓝色色母、黑色色母中的任意一种。
本发明还提供一种如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量份，将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；
步骤二、按重量份，将剩余原料加入高速混机中混合均匀；
步骤三、将步骤二混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒烘干得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机螺杆长径比为40：1～48：1，加工温度：单螺杆：190～250℃，双螺杆160～200℃，双螺杆转速：200～600转/分，高速混合机转速为100～300转/分，混合时间为2～8分钟。
本发明还提供一种如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量份，将所有原料加入高速混机中混合均匀；
步骤二、将混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机螺杆长径比为40：1～48：1，加工温度：170～210℃，双螺杆转速：200～600转/分，高速混合机转速为100～300转/分，混合时间为2～8分钟。
本发明至少包括以下有益效果：本发明制备的复合材料用于双壁波纹管内层的生产，其具备良好的加工适应性和性价比、并且材料韧性、物相均匀性，相容性良好，熔体强度适中，熔体延展率好，管材内层外观颜色均匀、平整光滑、环柔性能等各项指标均能满足国标规定要求，并且具有外观颜色均匀，生产成本低等优点。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：102.6公斤HDPE、24公斤线性高压料、5公斤高压料、70公斤表面处理后的重钙粉、0.6公斤内润滑剂硬脂酸钙、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、2.4公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、2公斤MBS树脂、0.3公斤高岭土、纳米硫酸钡0.3公斤、0.5公斤苯甲酸钠、1公斤色母；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：按重量，将5斤重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；
步骤二、按重量，将剩余原料加入高速混机中混合均匀，高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤三、将步骤二混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到双壁波纹管外层专用HDPE复合材料；
其中，设定单螺杆转速为80r/min，温度设置为1段为180℃，2段为250℃，3～5段设置为230℃、6段设置为220℃，出料口温度设置为190℃；双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区180℃，2～5区195℃、6区190℃、7区185℃、8区175℃、9区165℃、10区155℃、机头155℃、滤网磨头150℃。
实施例2：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：106公斤HDPE、8公斤线性高压料、12公斤高压料、60公斤表面处理后的重钙粉、0.6公斤内润滑剂硬脂酸钙、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、1公斤辅助分散剂乙撑双硬脂酸酰胺、3公斤MBS树脂、0.5公斤高岭土、纳米硫酸钡0.4公斤、0.4公斤苯甲酸钠、2公斤色母；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：按重量，将8斤重钙粉、100斤乙醇和3斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；
步骤二、按重量，将剩余原料加入高速混机中混合均匀，高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤三、将步骤二混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到双壁波纹管外层专用HDPE复合材料；
其中，设定单螺杆转速为80r/min，温度设置为1段为180℃，2段为250℃，3～5段设置为230℃、6段设置为220℃，出料口温度设置为190℃；双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区180℃，2～5区195℃、6区190℃、7区185℃、8区175℃、9区165℃、10区155℃、机头150℃、滤网磨头165℃。
实施例3：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：95.4公斤HDPE、14公斤线性高压料、10公斤高压料、40公斤表面处理后的重钙粉、1公斤内润滑剂硬脂酸锌、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、1.6公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、3公斤MBS树脂、0.5公斤高岭土、纳米硫酸钡0.4公斤、0.4公斤苯甲酸钠、2公斤黑色色母；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：按重量，将5斤重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将所有原料加入高速混机中混合均匀；高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤二、将混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区190℃，2～5区200℃、6区200℃、7区195℃、8区190℃、9区180℃、10区170℃、机头160℃、滤网磨头160℃。
实施例4：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：102.6公斤HDPE、24公斤线性高压料、5公斤高压料、70公斤表面处理后的重钙粉、0.6公斤内润滑剂硬脂酸钙、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、2.4公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、2公斤MBS树脂、0.3公斤高岭土、纳米硫酸钡0.3公斤、0.5公斤苯甲酸钠、1公斤色母；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至12kV，进行等离子体处理15min，得到预处理重钙粉；按重量，将5斤预处理重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；
步骤二、按重量，将剩余原料加入高速混机中混合均匀，高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤三、将步骤二混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到双壁波纹管外层专用HDPE复合材料；
其中，设定单螺杆转速为80r/min，温度设置为1段为180℃，2段为250℃，3～5段设置为230℃、6段设置为220℃，出料口温度设置为190℃；双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区180℃，2～5区195℃、6区190℃、7区185℃、8区175℃、9区165℃、10区155℃、机头155℃、滤网磨头150℃。
实施例5：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：95.4公斤HDPE、14公斤线性高压料、10公斤高压料、40公斤表面处理后的重钙粉、1公斤内润滑剂硬脂酸锌、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、1.6公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、3公斤MBS树脂、0.5公斤高岭土、纳米硫酸钡0.4公斤、0.4公斤苯甲酸钠、2公斤黑色色母；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至12kV，进行等离子体处理15min，得到预处理重钙粉；按重量，将5斤重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将所有原料加入高速混机中混合均匀；高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤二、将混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区190℃，2～5区200℃、6区200℃、7区195℃、8区190℃、9区180℃、10区170℃、机头160℃、滤网磨头160℃。
实施例6：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：102.6公斤HDPE、24公斤线性高压料、5公斤高压料、70公斤表面处理后的重钙粉、0.6公斤内润滑剂硬脂酸钙、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、2.4公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、2公斤MBS树脂、0.3公斤高岭土、纳米硫酸钡0.3公斤、0.5公斤苯甲酸钠、1公斤色母、陶瓷纤维10公斤、辛癸酸二亚甲基锡2公斤、纳米二氧化钛2公斤；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至12kV，进行等离子体处理15min，得到预处理重钙粉；按重量，将5斤预处理重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；
步骤二、按重量，将剩余原料加入高速混机中混合均匀，高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤三、将步骤二混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到双壁波纹管外层专用HDPE复合材料；
其中，设定单螺杆转速为80r/min，温度设置为1段为180℃，2段为250℃，3～5段设置为230℃、6段设置为220℃，出料口温度设置为190℃；双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区180℃，2～5区195℃、6区190℃、7区185℃、8区175℃、9区165℃、10区155℃、机头155℃、滤网磨头150℃。
实施例7：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：95.4公斤HDPE、14公斤线性高压料、10公斤高压料、40公斤表面处理后的重钙粉、1公斤内润滑剂硬脂酸锌、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、1.6公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、3公斤MBS树脂、0.5公斤高岭土、纳米硫酸钡0.4公斤、0.4公斤苯甲酸钠、2公斤黑色色母、陶瓷纤维10公斤、辛癸酸二亚甲基锡2公斤、纳米二氧化钛2公斤；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至12kV，进行等离子体处理15min，得到预处理重钙粉；按重量，将5斤重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm；可以采用分批多次制备得到表面处理后的重钙粉；
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将所有原料加入高速混机中混合均匀；高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤二、将混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区190℃，2～5区200℃、6区200℃、7区195℃、8区190℃、9区180℃、10区170℃、机头160℃、滤网磨头160℃。
实施例8：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：102.6公斤HDPE、24公斤线性高压料、5公斤高压料、70公斤表面处理后的重钙粉、0.6公斤内润滑剂硬脂酸钙、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、2.4公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、2公斤MBS树脂、0.3公斤高岭土、纳米硫酸钡0.3公斤、0.5公斤苯甲酸钠、1公斤色母、改性陶瓷纤维10公斤、辛癸酸二亚甲基锡2公斤、纳米二氧化钛2公斤；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至12kV，进行等离子体处理15min，得到预处理重钙粉；按重量，将5斤预处理重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm；
所述改性陶瓷纤维的制备方法为：将陶瓷纤维置于低温等离子体发生器中，通气，调节放电电压，采用射频放电，进行等离子体处理30min，得到预处理陶瓷纤维；按重量，取100g预处理陶瓷纤维、300g多巴胺盐酸溶液和50g环糊精按比例加入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高静压处理设备中，将加压腔体密封，加压进行高静压处理，清洗，干燥得到改性陶瓷纤维；所述高静压处理的参数为：以20MPa/s的升压速度升至500MPa，在常温下保压处理60min；在高静压处理过程中将真空包装袋采用锡纸进行包裹实现避光；所述多巴胺盐酸溶液的浓度为15mg/mL；所述低温等离子体发生器通气的气体为氩气；所述低温等离子体发生器的放电电压为15kV；可以采用分批多次制备得到改性陶瓷纤维；采用低温等离子体对陶瓷纤维进行处理，可以提高陶瓷纤维的表面活性；进一步采用多巴胺盐酸溶液和环糊精对陶瓷纤维进行处理，可以提高陶瓷纤维与其他原料的相容性；采用将改性陶瓷纤维加入来制备双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其能够显著提高双壁波纹管的力学性能。
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；
步骤二、按重量，将剩余原料加入高速混机中混合均匀，高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤三、将步骤二混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到双壁波纹管外层专用HDPE复合材料；
其中，设定单螺杆转速为80r/min，温度设置为1段为180℃，2段为250℃，3～5段设置为230℃、6段设置为220℃，出料口温度设置为190℃；双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区180℃，2～5区195℃、6区190℃、7区185℃、8区175℃、9区165℃、10区155℃、机头155℃、滤网磨头150℃。
实施例9：
一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，包括以下重量的原料：95.4公斤HDPE、14公斤线性高压料、10公斤高压料、40公斤表面处理后的重钙粉、1公斤内润滑剂硬脂酸锌、0.4公斤外润滑剂58号石蜡、1.6公斤辅助分散剂氧化聚乙烯蜡、3公斤MBS树脂、0.5公斤高岭土、纳米硫酸钡0.4公斤、0.4公斤苯甲酸钠、2公斤黑色色母、陶瓷纤维10公斤、辛癸酸二亚甲基锡2公斤、纳米二氧化钛2公斤；
所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至12kV，进行等离子体处理15min，得到预处理重钙粉；按重量，将5斤重钙粉、80斤乙醇和2斤铝酸酯偶联剂按比例加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述重钙粉与球磨球的重量比为1:3；球磨的转速为300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm；可以采用分批多次制备得到表面处理后的重钙粉；改性陶瓷纤维10公斤、辛癸酸二亚甲基锡2公斤、纳米二氧化钛2公斤；
所述改性陶瓷纤维的制备方法为：将陶瓷纤维置于低温等离子体发生器中，通气，调节放电电压，采用射频放电，进行等离子体处理25min，得到预处理陶瓷纤维；按重量，取120g预处理陶瓷纤维、380g多巴胺盐酸溶液和60g环糊精按比例加入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高静压处理设备中，将加压腔体密封，加压进行高静压处理，清洗，干燥得到改性陶瓷纤维；所述高静压处理的参数为：以15MPa/s的升压速度升至450MPa，在常温下保压处理45min；在高静压处理过程中将真空包装袋采用锡纸进行包裹实现避光；所述多巴胺盐酸溶液的浓度为20mg/mL；所述低温等离子体发生器通气的气体为氩气；所述低温等离子体发生器的放电电压为14kV；可以采用分批多次制备得到改性陶瓷纤维；
如上述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量，将所有原料加入高速混机中混合均匀；高速混合机转速200转/分，混合时间5分钟；
步骤二、将混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，双螺杆长径比为40：1、主机转速为350r/min，温度设置为：1区190℃，2～5区200℃、6区200℃、7区195℃、8区190℃、9区180℃、10区170℃、机头160℃、滤网磨头160℃。
对本发明实施例1～9制得的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料进行如下性能测试：
1、材料的物性测试，按照GB/T3682、GB/T1033对实施例制得的材料分别进行熔融指数、比重测试。按照GB/T1843、GB/T1040测试标准要求的拉伸、冲击样条，按照GB/T1843、GB/T1040测试标准，在相同条件下，分别测定各个拉伸样条的断裂伸长率和冲击样条的冲击强度，记录在表2和表3中；
2、将实施例制得的材料进行下游双壁波纹管生产企业使用，生产出双壁波纹管产品。对管材产品按GB/T19472.1-2004规定条件进行处理和测试，测试结果记录在表2和表3中。
冲击强度和断裂伸长率的是管材韧性和冲击性能的体现。
表2
Figure BDA0002341748170000131
Figure BDA0002341748170000141
表3
Figure BDA0002341748170000142
Figure BDA0002341748170000151
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。

Claims (10)

1.一种用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：50～110份HDPE、5～25份线性高压料、1～20份高压料、20～70份表面处理后的重钙粉、0.3～2.5份内润滑剂、0.3～1.5份外润滑剂、0.1～2.5份辅助分散剂、1～3份MBS树脂、0.3～0.5份高岭土、0.3～0.5份纳米硫酸钡、0.3～0.6份苯甲酸钠、1～3份色母。
2.如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：90份HDPE、20份线性高压料、15份高压料、50份表面处理后的重钙粉、1.5份内润滑剂、0.8份外润滑剂、1份辅助分散剂、1份MBS树脂、0.4份高岭土、纳米硫酸钡0.5份、0.5份苯甲酸钠、1.5份色母。
3.如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，还包括以下组分的原料：改性陶瓷纤维6～12份、辛癸酸二亚甲基锡1～3份、纳米二氧化钛2～4份；
所述改性陶瓷纤维的制备方法为：将陶瓷纤维置于低温等离子体发生器中，通气，调节放电电压，采用射频放电，进行等离子体处理20～30min，得到预处理陶瓷纤维；按重量份，取10～12份预处理陶瓷纤维、30～40份多巴胺盐酸溶液和5～8份环糊精加入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高静压处理设备中，将加压腔体密封，加压进行高静压处理，清洗，干燥得到改性陶瓷纤维；所述高静压处理的参数为：以15～25MPa/s的升压速度升至350～600MPa，在常温下保压处理30～60min；在高静压处理过程中将真空包装袋采用锡纸进行包裹实现避光；所述多巴胺盐酸溶液的浓度为15～20mg/mL；所述低温等离子体发生器通气的气体为氩气；所述低温等离子体发生器的放电电压为10kV～16kV。
4.如权利要求3所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：90份HDPE、20份线性高压料、15份高压料、50份表面处理后的重钙粉、1.5份内润滑剂、0.8份外润滑剂、1份辅助分散剂、1份MBS树脂、0.4份高岭土、纳米硫酸钡0.5份、0.5份苯甲酸钠、1.5 份色母、改性陶瓷纤维8份、辛癸酸二亚甲基锡2份、纳米二氧化钛3份。
5.如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，所述HDPE中杂质聚丙乙烯塑料含量小于5％，其他类杂质塑料含量小于2％。
6.如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，所述的线性高压料为回收颗粒均匀的团粒料、经过造粒拉条的颗粒料、原生料中的任意一种。
7.如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，所述表面处理后的重钙粉的表面处理方法为：将重钙粉平铺在平板式介质阻挡放电的等离子体发生器中，直接以氩气为作用气体；开启等离子体发生器，将放电电压峰峰值调至10～12kV，进行等离子体处理10～15min，得到预处理重钙粉；按重量份，将5～10份预处理重钙粉、80～100份乙醇和2～3份铝酸酯偶联剂加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，球磨1～3小时，经过滤、洗涤、干燥得到表面处理后的重钙粉；所述预处理重钙粉与球磨球的重量比为1:3～5；球磨的转速为200～300r/min；所述重钙粉粉体细度D97≤15μm，平均粒径≤5μm。
8.如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料，其特征在于，所述外润滑剂为石蜡、液体石蜡、微晶石蜡中的一种或几种；所述内润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种；所述辅助分散剂为氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种；所述色母为橙色色母、蓝色色母、黑色色母中的任意一种。
9.一种如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按重量份，将HDPE加入单螺杆料斗中通过定量喂料将HDPE片料塑化除杂后强制喂入平行同向双螺杆中；
步骤二、按重量份，将剩余原料加入高速混机中混合均匀；
步骤三、将步骤二混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中与塑化除杂完毕的HDPE进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒烘干得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机螺杆长径比为40：1～48：1，加工温度：单螺杆：180～250℃，双螺杆150～210℃，双螺杆转速：200～600转/分，高速混合机转速为100～300转/分，混合时间为2～8分钟。
10.一种如权利要求1所述的用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按重量份，将所有原料加入高速混机中混合均匀；
步骤二、将混好的物料用螺杆式喂料器给料，进入平行同向双螺杆中进行混炼、挤出、再经过冷却、切粒得到用于双壁波纹管内层的HDPE复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机螺杆长径比为40：1～48：1，加工温度：170～210℃，双螺杆转速：200～600转/分，高速混合机转速为100～300转/分，混合时间为2～8分钟。
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