CN111100358A - 一种含有磷石膏的hdpe双层钢带热熔污水管材料及制备方法 - Google Patents

一种含有磷石膏的hdpe双层钢带热熔污水管材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料及制备方法，包括以下重量份数的组分：高密度聚乙烯：120‑160份，磷石膏：140‑160份，色母：4‑6份，消泡剂：9‑12份，硬脂酸：0.5‑1.5份，青蒿粉：5‑8份，甲基纤维素：1‑3份，环氧树脂：0.5‑1.5份；该材料混合后经过挤出成型、定型冷却、切割包装后得到成品。本发明采用磷石膏替代钙粉生产的管材具有优良的物理机械性能和化学性能，利用青蒿粉吸收硫酸钙，降低磷石膏毒性，适用污水排放，扩大磷石膏应用率，解决磷石膏大量堆存带来的环境问题，创造经济效益。

Description

一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料及制备方法
技术领域
本发明属于PE管材生产领域，具体涉及一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料及制备方法。
背景技术
高密度聚乙烯（HDPE）具有较高的耐温、耐油性，耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的腐蚀，此外电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能很好，主要用于吹塑、注塑等领域。聚乙烯用以生产管材已有很长的历史，广泛应用于给水、燃气输送、农业灌溉、油田化工及通讯等许多领域。
现有技术生产聚乙烯管材一般采用聚乙烯为主料，以PE回料为填充料，再辅以其他成分改性，得到符合标准的管材。
磷石膏是在磷酸生产过程中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙。我国磷石膏年产量约7500万吨左右，磷石膏产量大，磷石膏中含有砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞及放射性元素，大均及其微量，且大多数为不溶性固体，综合利用成本高，综合利用率不足10%。大量磷石膏长期堆存，不仅占用土地，因磷石膏中残存有磷酸、硫酸和氢氟酸等，所以它被认为是一种酸性副产品(pH<3)，导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染，土壤酸化，特别是长江沿线，磷化工企业较多，磷石膏大量堆存，给长江经济带生态保护带来很大压力。
发明内容
本发明解决的问题：将磷石膏替代PE回料应用聚乙烯管材生产，解决磷石膏由于应用率低，大量堆存导致的一系列环境污染问题，同时降低成本。
本发明采用的技术方案是：一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料，包括以下重量份数的组分：
高密度聚乙烯：120-160份，
磷石膏：140-160份，
色母：4-6份，
消泡剂：9-12份，
硬脂酸：0.5-1.5份，
青蒿粉：5-8份，
甲基纤维素：1-3份，
环氧树脂：0.5-1.5份。
进一步的，一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料，优选以下重量份数的组分：
高密度聚乙烯：120份，
磷石膏：140份，
色母：4份，
消泡剂：10份，
硬脂酸：0.5份，
青蒿粉：6份，
甲基纤维素：1份，
环氧树脂：0.5份。
进一步的，所述磷石膏粒度为1200-1600目。
一种含有磷石膏HDPE双层钢带热熔污水管材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
（1）干燥、下料：将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
进一步的，所述步骤2中挤出机温度为200℃-215℃。
本发明的有益效果是：
（1）采用磷石膏替代钙粉用于聚乙烯管材生产，并且磷石膏所占质量比不低于50%，增大磷石膏利用率，减少磷石膏堆存；青蒿主含多种倍半萜内酯、黄酮类、香豆素类、挥发油等，另含青蒿素、青蒿醇、青蒿酸、青蒿酸甲酯、槲皮素、小茴香酮、蒿属香豆精等成分。植物青蒿中不含磷酸钙，但植物青蒿可以吸收磷酸钙，对磷石膏进行酸碱平衡调配，青蒿作为治理磷石膏污染环境的一个克星，通过综合作用来调节磷石膏的酸碱度，如同人体一样，微碱性人的体质不易生病，微碱性的磷石膏对土壤、对农作物都有益无害，从而解决由于磷石膏堆存导致的环境污染问题。
（2）采用磷石膏替代PE回料，磷石膏粒度要求高于普通要求，所得产品更细腻光滑，通过加入硬脂酸、甲基纤维素、环氧树脂和青蒿粉协同作用，各成分分布均匀，对含有磷石膏的PVC管材进一步提高其物理机械性能。
（3）减少原料成本投入，工艺简单，生产产品性能优良，创造较优的经济效益，具有实用性。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案作出详尽解释，便于本领域专业人员理解。
实施例1
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母4kg，消泡剂9kg，硬脂酸0.5kg，青蒿粉5kg，甲基纤维素1kg和0.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
实施例2
（1）干燥、下料：称取160kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母5kg，消泡剂12kg，硬脂酸1.5kg，青蒿粉8kg，甲基纤维素3kg和1.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
实施例3
（1）干燥、下料：称取160kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏120kg，色母4kg，消泡剂9kg，硬脂酸0.5kg，青蒿粉5kg，甲基纤维素1kg和0.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
实施例4
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母6kg，消泡剂12kg，硬脂酸1.5kg，青蒿粉8kg，甲基纤维素3kg和1.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
实施例5
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏140kg，色母4kg，消泡剂10kg，硬脂酸0.5kg，青蒿粉6kg，甲基纤维素1kg和0.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
对比例1
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母4kg，消泡剂9kg，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
对比例2
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母4kg，消泡剂9kg，青蒿粉5kg，甲基纤维素1kg和0.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
对比例3
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母4kg，消泡剂9kg，硬脂酸0.5kg，甲基纤维素1kg和0.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
对比例4
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母4kg，消泡剂9kg，硬脂酸0.5kg，青蒿粉5kg和0.5kg环氧树脂，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
对比例5
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的磷石膏160kg，色母4kg，消泡剂9kg，硬脂酸0.5kg，青蒿粉5kg和1kg甲基纤维素，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
对比例6
（1）干燥、下料：称取120kg高密度聚乙烯、粒度为1200目的PE回料160kg，色母4kg，消泡剂9kg，相容剂1kg，抗氧剂1kg，将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
（2）挤出成型：设置挤出机温度为200℃，挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
（3）定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
（4）切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
下表为实施例1-5与对比例1-6的产品试样进行物理性能测试和耐高温、低温检测结果。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
从测试结果来看，实施例1-5试样检测结果均符合技术要求，对比例1由于未添加硬脂酸、甲基纤维素、青蒿粉和环氧树脂，所得产品性能较差，达不到技术要求；对比例2未添加硬脂酸，所得产品环试样刚度和冲击性能均较差，达不到技术要求；对比例3未添加青蒿粉，所得产品试样性能略低于实施例1，达到技术要求；对比例4未添加甲基纤维素，所得产品试样环冲击性能达不到技术要求；对比例6为现有技术其中一种生产方法，所得产品试样性能略低于实施例1。因此，利用磷石膏生产HDPE污水管，需辅以硬脂酸和甲基纤维素，增强磷石膏的硬度和黏度，提升产品的刚度、冲击性能等；在生产原料中添加环氧树脂，由于其防热、防冻、抗压等性能，对产品也有积极作用。
以上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，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
高密度聚乙烯：120-160份，
磷石膏：140-160份，
色母：4-6份，
消泡剂：9-12份，
硬脂酸：0.5-1.5份，
青蒿粉：5-8份，
甲基纤维素：1-3份，
环氧树脂：0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料，其特征在于，优选以下重量份数的组分：
高密度聚乙烯：120份，
磷石膏：140份，
色母：4份，
消泡剂：10份，
硬脂酸：0.5份，
青蒿粉：6份，
甲基纤维素：1份，
环氧树脂：0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料，其特征在于：所述磷石膏粒度为1200-1600目。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
干燥、下料：将原料混合均匀并干燥，吸料器将干燥的原料吸进料斗，向挤出机料筒下料；
挤出成型：挤出机的螺杆对原料进行剪切、挤压、熔融、预塑化，原料进入模具后初步成型，得到管材；
定型冷却：定径套对成型的管材精准定径，喷淋箱对管材喷水冷却定型；
切割包装：牵引机将步骤3所得的管材牵引至切割机，切割机按一定长度切割得到产品，经过测量、测试，合格产品包装入库，不合格产品回收粉碎后再利用。
5.根据权利要求4所述的一种含有磷石膏的HDPE双层钢带热熔污水管材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中挤出机温度为200℃-215℃。
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WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200505

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