CN112078191A - 一种高密封性pe管道 - Google Patents

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Abstract

一种高密封性PE管道，包括三层，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，其特征在于：所述高密封性内管由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯、茂金属聚丙烯、改性蘑菇石、改性木质素。本发明管道采用三层复合，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，一方面更好的保证了其力学性能，另一方面更好的提高了耐腐蚀，密封等性能。

Description

一种高密封性PE管道
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种高密封性PE管道。
背景技术
随着聚乙烯管道在我国城镇给排水、燃气管网建设中的广泛应用，聚乙烯管道也逐渐成为社会生产各个领域令人瞩目的成就。聚乙烯管道相比传统的钢、水泥制管道，具有易安装、柔韧性好，加工性能优良、环保、安全等特点。但作为排水排气管道使用的话，其密封性尤为重要，若有泄漏，则会发生严重后果，因此其密封性尤为重要。
我国聚乙烯管道自20世纪80年代开始迅猛发展，目前聚乙烯管道主要集中于力学性能的优化设计，管道挤出生产线的效率，以及严格控制挤出管道的尺寸大小等。期间，有高耐应力开裂的新型聚乙烯树脂进入市场，高效管道挤出生产工艺的面世，挤出速率可达到每小时一公吨以上。这些发展在给排水、燃气管道等公共领域起着重要作用。而作为排水管道，目前聚乙烯管道密封性较好，但在长期的风吹日晒、腐蚀下其密封性就会受到影响，直接影响使用，因此提高其密封性能对于整个市场的成本和前景都具有重要的意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提出一种高密封性PE管道，所制备的高密封性PE管道力学性能佳，密封效果好，适合用于市政管道材料的应用。
为了达到上述目的，本方案采取以下技术方案：
一种高密封性PE管道，包括三层，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，所述高密封性内管由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯、茂金属聚丙烯、改性蘑菇石、改性木质素。
进一步的，所述改性蘑菇石粒径为1-5μm。
进一步的，所述的改性蘑菇石的制备方法步骤如下：
（1）取蘑菇石粉碎；
（2）用去离子水将其配制成1.5%的分散液，再用醋酸溶液将分散液的pH调至7，然后水浴加热至80℃；
（3）取十六烷基三甲基溴化铵并溶解于80℃的去离子水中，再缓慢滴加至分散液中，高速搅拌8 h；
（4）将产物抽滤，并用去离子水洗涤至中性，80℃真空干燥24h，研磨后即得有机化改性蘑菇石。
进一步的，所述的改性木质素的制备方法步骤如下：
（1）取木质素中和尿素，充分混合；
（2）置于球磨机中进行球磨处理，每罐小球 100 个、大球 16 个，频率 40 Hz，球磨 24h，得改性木质素。
进一步的，所述步骤（1）中蘑菇石粉碎后粒径为10-30μm。
进一步的，所述步骤（3）中十六烷基三甲基溴化铵的含量为5-10%。
进一步的，所述步骤（1）中木质素和尿素的质量比为20:1-1.5。
上述高密封性PE管道的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份高密度聚乙烯、3-10份茂金属聚丙烯、3-7份改性蘑菇石和2-5份改性木质素，高速搅拌均匀；
（2）加入高速捏合机中，在转速1500r/min下捏合5-10min后出料；
（3）将料送至双螺杆挤出机中，在200-210℃加工温度下挤出成型制成高密封性内管；
（4）将高密封性内管、聚偏二氯乙烯层和抗压外管依次叠加黏连即得高密封性PE管道。
本发明具备的有益效果是：
1. 本发明采用改性的蘑菇石粉末，蘑菇石粉末和高密度聚乙烯之间片层间距大，高密度聚乙烯分子链可以在熔融过程中插入蘑菇石粉末片层间，由于片层结构的物理吸附作用，有利于大分子链的有序排列，增强了分子间作用力，从而使复合材料的力学性能得到改善。
2. 本发明管道采用三层复合，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，一方面更好的保证了其力学性能，另一方面更好的提高了耐腐蚀，密封等性能。
3. 本发明的一种高密封性PE管道力学性能佳，密封性能好，适合用于市政管道材料的应用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述项的，而不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
一种高密封性PE管道，包括三层，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，高密封性内管由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯、茂金属聚丙烯、粒径为1-5μm的改性蘑菇石、改性木质素。
改性蘑菇石的制备方法步骤如下：
（1）取蘑菇石粉碎至粒径为10-30μm；
（2）用去离子水将其配制成1.5%的分散液，再用醋酸溶液将分散液的pH调至7，然后水浴加热至80℃；
（3）取5wt%十六烷基三甲基溴化铵并溶解于80℃的去离子水中，再缓慢滴加至分散液中，高速搅拌8 h；
（4）将产物抽滤，并用去离子水洗涤至中性，80℃真空干燥24h，研磨后即得有机化改性蘑菇石。
改性木质素的制备方法步骤如下：
（1）取木质素中和尿素，充分混合，其中，质素和尿素的质量比为20:1；
（2）置于球磨机中进行球磨处理，每罐小球 100 个、大球 16 个，频率 40 Hz，球磨 24h，得改性木质素。
上述高密封性PE管道的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份高密度聚乙烯、3份茂金属聚丙烯、3份改性蘑菇石和2份改性木质素，高速搅拌均匀；
（2）加入高速捏合机中，在转速1500r/min下捏合5min后出料；
（3）将料送至双螺杆挤出机中，在200℃加工温度下挤出成型制成高密封性内管；
（4）将高密封性内管、聚偏二氯乙烯层和抗压外管依次叠加黏连即得高密封性PE管道。
实施例2
一种高密封性PE管道，包括三层，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，高密封性内管由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯、茂金属聚丙烯、粒径为1-5μm的改性蘑菇石、改性木质素。
改性蘑菇石的制备方法步骤如下：
（1）取蘑菇石粉碎至粒径为10-30μm；
（2）用去离子水将其配制成1.5%的分散液，再用醋酸溶液将分散液的pH调至7，然后水浴加热至80℃；
（3）取7wt%十六烷基三甲基溴化铵并溶解于80℃的去离子水中，再缓慢滴加至分散液中，高速搅拌8 h；
（4）将产物抽滤，并用去离子水洗涤至中性，80℃真空干燥24h，研磨后即得有机化改性蘑菇石。
改性木质素的制备方法步骤如下：
（1）取木质素中和尿素，充分混合，其中，质素和尿素的质量比为20:1.2；
（2）置于球磨机中进行球磨处理，每罐小球 100 个、大球 16 个，频率 40 Hz，球磨 24h，得改性木质素。
上述高密封性PE管道的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份高密度聚乙烯、5份茂金属聚丙烯、4份改性蘑菇石和3份改性木质素，高速搅拌均匀；
（2）加入高速捏合机中，在转速1500r/min下捏合7min后出料；
（3）将料送至双螺杆挤出机中，在205℃加工温度下挤出成型制成高密封性内管；
（4）将高密封性内管、聚偏二氯乙烯层和抗压外管依次叠加黏连即得高密封性PE管道。
实施例3
一种高密封性PE管道，包括三层，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，高密封性内管由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯、茂金属聚丙烯、粒径为1-5μm的改性蘑菇石、改性木质素。
改性蘑菇石的制备方法步骤如下：
（1）取蘑菇石粉碎至粒径为10-30μm；
（2）用去离子水将其配制成1.5%的分散液，再用醋酸溶液将分散液的pH调至7，然后水浴加热至80℃；
（3）取8wt%十六烷基三甲基溴化铵并溶解于80℃的去离子水中，再缓慢滴加至分散液中，高速搅拌8 h；
（4）将产物抽滤，并用去离子水洗涤至中性，80℃真空干燥24h，研磨后即得有机化改性蘑菇石。
改性木质素的制备方法步骤如下：
（1）取木质素中和尿素，充分混合，其中，质素和尿素的质量比为20:1.3；
（2）置于球磨机中进行球磨处理，每罐小球 100 个、大球 16 个，频率 40 Hz，球磨 24h，得改性木质素。
上述高密封性PE管道的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份高密度聚乙烯、7份茂金属聚丙烯、5份改性蘑菇石和4份改性木质素，高速搅拌均匀；
（2）加入高速捏合机中，在转速1500r/min下捏合8min后出料；
（3）将料送至双螺杆挤出机中，在205℃加工温度下挤出成型制成高密封性内管；
（4）将高密封性内管、聚偏二氯乙烯层和抗压外管依次叠加黏连即得高密封性PE管道。
实施例4
一种高密封性PE管道，包括三层，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，高密封性内管由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯、茂金属聚丙烯、粒径为1-5μm的改性蘑菇石、改性木质素。
改性蘑菇石的制备方法步骤如下：
（1）取蘑菇石粉碎至粒径为10-30μm；
（2）用去离子水将其配制成1.5%的分散液，再用醋酸溶液将分散液的pH调至7，然后水浴加热至80℃；
（3）取10wt%十六烷基三甲基溴化铵并溶解于80℃的去离子水中，再缓慢滴加至分散液中，高速搅拌8 h；
（4）将产物抽滤，并用去离子水洗涤至中性，80℃真空干燥24h，研磨后即得有机化改性蘑菇石。
改性木质素的制备方法步骤如下：
（1）取木质素中和尿素，充分混合，其中，质素和尿素的质量比为20:1.5；
（2）置于球磨机中进行球磨处理，每罐小球 100 个、大球 16 个，频率 40 Hz，球磨 24h，得改性木质素。
上述高密封性PE管道的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份高密度聚乙烯、10份茂金属聚丙烯、7份改性蘑菇石和5份改性木质素，高速搅拌均匀；
（2）加入高速捏合机中，在转速1500r/min下捏合10min后出料；
（3）将料送至双螺杆挤出机中，在210℃加工温度下挤出成型制成高密封性内管；
（4）将高密封性内管、聚偏二氯乙烯层和抗压外管依次叠加黏连即得高密封性PE管道。
拉伸强度的测定采用GB /T 1447-2005测定。
冲击强度的测定采用GB /T 1451-2005测定。
防水性能测定，在压力0.4MPa下60min后进行测定。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度（MPa） 71.3 72.4 73.5 72.7
缺口冲击强度（ kJ/m<sup>2</sup>） 0.534 0.576 0.597 0.582
防水性（0.4MPa, 60min） 无渗漏 无渗漏 无渗漏 无渗漏

Claims (8)

1.一种高密封性PE管道，包括三层，最外层为抗压外管、中间层为聚偏二氯乙烯层、最内层为高密封性内管，其特征在于：所述高密封性内管由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯、茂金属聚丙烯、改性蘑菇石、改性木质素。
2.根据权利要求1所述的高密封性PE管道，其特征在于：所述改性蘑菇石粒径为1-5μm。
3.根据权利要求1所述的高密封性PE管道，其特征在于：所述的改性蘑菇石的制备方法步骤如下：
取蘑菇石粉碎；
用去离子水将其配制成1.5%的分散液，再用醋酸溶液将分散液的pH调至7，然后水浴加热至80℃；
取十六烷基三甲基溴化铵并溶解于80℃的去离子水中，再缓慢滴加至分散液中，高速搅拌8 h；
将产物抽滤，并用去离子水洗涤至中性，80℃真空干燥24h，研磨后即得有机化改性蘑菇石。
4.根据权利要求1所述的高密封性PE管道，其特征在于：所述的改性木质素的制备方法步骤如下：
（1）取木质素中和尿素，充分混合；
（2）置于球磨机中进行球磨处理，每罐小球 100 个、大球 16 个，频率 40 Hz，球磨 24h，得改性木质素。
5.根据权利要求3所述的高密封性PE管道，其特征在于：所述步骤（1）中蘑菇石粉碎后粒径为10-30μm。
6.根据权利要求3所述的高密封性PE管道，其特征在于：所述步骤（3）中十六烷基三甲基溴化铵的含量为5-10%。
7.根据权利要求4所述的高密封性PE管道，其特征在于：所述步骤（1）中木质素和尿素的质量比为20:1-1.5。
8.根据权利要求1所述的一种高密封性PE管道的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份高密度聚乙烯、3-10份茂金属聚丙烯、3-7份改性蘑菇石和2-5份改性木质素，高速搅拌均匀；
（2）加入高速捏合机中，在转速1500r/min下捏合5-10min后出料；
（3）将料送至双螺杆挤出机中，在200-210℃加工温度下挤出成型制成高密封性内管；
（4）将高密封性内管、聚偏二氯乙烯层和抗压外管依次叠加黏连即得高密封性PE管道。
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