CN112344109A - 一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，包括以下步骤：按比例配备外层材料；初步混料完成后加入阻燃剂、着色剂和耐高温燃料高速搅拌10‑15min后制得外层混料；按比例配备内层材料投入搅拌机中高温熔融搅拌制得内层混料；将内层混料和外层混料按比例进行层叠，层叠后加热塑化，输送至高压挤出机中挤出，制得波纹管预制品；将波纹管预制品迅速置于塑形模具中，快速塑形并扩口；波纹管预制品塑形扩口后，进行脱模，脱模后表面喷淋冷却；冷却后波纹管，按比例定比切割后，安装连接件制得一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，本发明提供了有效的避免了现有波纹管功能添加剂对波纹管运输范围的限制，提高了波纹管的适用范围和结构强度。

Description

一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺
技术领域
本发明涉及合金复合管材制品领域，具体为一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其 生产工艺。
背景技术
高分子共混物，俗称聚合物合金(polymer alloy)，是一类表观均一、含有两种或两种以上不同结构的多组分聚合物体系的材料。通过共混可提高高分子材料的物料力学性能、加工性能，降低成本，扩大适用范围。因而是实现聚合物改性和生产多性能新材料的 重要途径之一。
聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑 料，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，这使得聚丙烯自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业 和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。而且因为其具有可塑性，聚丙烯材料正逐步 替代木制产品，高强度韧性和高耐磨性能已逐步取代金属的机械功能。另外聚丙烯具有良 好的接枝和复合功能，在混凝土、纺织、包装和农林渔业方面具有巨大的应用空间。
聚丙烯材料化学稳定性较好，除强氧化性酸(如发烟硫酸，硝酸)对其有腐蚀作用外，与 大多数化学药品不发生作用，不溶于水，几乎不吸水，聚丙烯波纹管电绝缘性优良，耐电压 性和耐电性好，由聚丙烯材料制备的聚丙烯波纹管材是一种环境友好型管材，具有无毒、 质轻、不结垢、阻燃性良好等特点，具有良好的性价比。
现有聚丙烯波纹管在制备采用一体化成型，制备的波纹管中含有的阻燃剂，热稳定剂 等功能性添加剂中含有诸多物质易与波纹管运输物质之间产生反应，大大影响了聚丙烯波 纹管的适用范围，若不添加功能添加剂则会大大较低波纹管的表面强度和结构性能失去部 分市场竞争力。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工 艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种改性聚丙烯平壁增强波纹管， 所述波纹管分为内层和外层式结构，其中外层按照质量份数计算包括以下成分：50-70份 聚丙烯、20-30份超高分子量聚乙烯、3-5份分散剂、3-5份增溶剂、3-5份阻燃剂、1-3 份着色剂、1-3份耐高温染料、5-10份热稳定剂和5-10份添加树脂，所述内层按照质量 份数计算包括以下成分50-70份聚丙烯、5-10份增溶剂、20-30份乙丙橡胶和5-10份抗 氧化剂。
优选的，所述添加树脂包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、 动态硫化热塑性弹性体及热塑性弹性体的一种或多种混合。
优选的，所述热稳定剂具体为二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡一种或多种混合。
优选的，所述抗氧化剂具体为烷基酚、芳香胺类、苯基-B-耐胺、烷对锟、烯基双酚、烷基酚硫醚和水杨酸苯中的一种。
还包括一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一中所述的比例配备外层材料：聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分 散剂、增溶剂、阻燃剂、着色剂、耐高温燃料、热稳定剂、添加树脂，将聚丙烯、超高分 子量聚乙烯、分散剂、增溶剂和添加树脂放入搅拌机中高温熔融搅拌进行初步混料；初步 混料完成后加入阻燃剂、着色剂和耐高温燃料高速搅拌10-15min后制得外层混料；
步骤二：按权利要求一中所述的比例配备内层材料：聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗 氧化剂，将聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂投入搅拌机中高温熔融搅拌制得内层混 料；
步骤三：将内层混料和外层混料按比例进行层叠，层叠后加热塑化，输送至高压挤出 机中挤出，制得波纹管预制品；
步骤四：将波纹管预制品迅速置于塑形模具中，快速塑形并扩口；
步骤五：波纹管预制品塑形扩口后，进行脱模，脱模后表面喷淋冷却；
步骤六：冷却后波纹管，按比例定比切割后，安装连接件制得一种改性聚丙烯平壁增 强波纹管。
优选的，所述步骤一和二中高温熔融温度为150-160℃。
优选的，所述步骤一和步骤二中搅拌速率为200-300rpm/min，搅拌时间为20-30min。
优选的，所述步骤三中挤出压力为25-30MPa，所述挤压时物料温度不高于230℃。
优选的，所述步骤三中加热塑化温度为180-230℃，塑化时间为10-15min。
优选的，所述步骤三中对挤出设备进行温度控制，入料温度为160-180℃，中间温度 为200-220℃，出料口温度为180-200℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，具备以下有益效 果：
通过将波纹管分为内层和外层材质，其中外层采用聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散 剂、增溶剂和热稳定剂高温聚合而成，聚丙烯和超高分子量聚乙烯聚合，极大程度的，同时在外层材质中还添加有阻燃剂、着色剂、耐高温染料和添加树脂，其中阻燃剂用于提升管材表面的耐火性能，而着色剂和耐高温染料用于材质染色提高产品的辨识度，同时还添加有添加树脂提高产品的抗静电、绝缘性等综合性能，也进一步提高外层材质的结构强度，内层材质采用聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂，通过聚丙烯和乙丙橡胶聚合，有效 保证了管壁内侧的稳定性，产生的聚合材质具有极其的稳定性不易与其他化合物产生反 应，大大提高了现有波纹管的适用范围，在挤压成型时通过将外层材质和内层材质层叠挤 压，使得内层材质始终处于内侧，外层材质形成管材外表面，同时在挤压成型时，控制设 备的工作稳定，避免机械摩擦导致温度过高导致聚合物分解，进而影响产品质量。
下面详细描述本发明的实施方式，下面实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而 不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、 “宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、 “水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或 位置关系为，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件 必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外， 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含 指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐 含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以 上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地 连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过 中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域 的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包 括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第 一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下 方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化 本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
具体实施例如下
实施例一
本发明实施例提供一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，波纹管分为内层和外层式结构， 其中外层按照质量份数计算包括以下成分：50份聚丙烯、20份超高分子量聚乙烯、3份分 散剂、3份增溶剂、3份阻燃剂、1份着色剂、1份耐高温染料、5份热稳定剂和5份添加 树脂，内层按照质量份数计算包括以下成分50份聚丙烯、5份增溶剂、20份乙丙橡胶和5 份抗氧化剂。
进一步地，添加树脂包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、 动态硫化热塑性弹性体及热塑性弹性体的一种或多种混合，热稳定剂具体为二甲基锡、二 辛基锡、四苯基锡一种或多种混合，抗氧化剂具体为烷基酚、芳香胺类、苯基-B-耐胺、 烷对锟、烯基双酚、烷基酚硫醚和水杨酸苯中的一种。
还包括一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一中的比例配备外层材料：聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、 增溶剂、阻燃剂、着色剂、耐高温燃料、热稳定剂、添加树脂，将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、增溶剂和添加树脂放入搅拌机中高温熔融搅拌进行初步混料；初步混料完成后加入阻燃剂、着色剂和耐高温燃料高速搅拌10-15min后制得外层混料；
步骤二：按权利要求一中的比例配备内层材料：聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化 剂，将聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂投入搅拌机中高温熔融搅拌制得内层混料；
步骤三：将内层混料和外层混料按比例进行层叠，层叠后加热塑化，输送至高压挤出 机中挤出，制得波纹管预制品；
步骤四：将波纹管预制品迅速置于塑形模具中，快速塑形并扩口；
步骤五：波纹管预制品塑形扩口后，进行脱模，脱模后表面喷淋冷却；
步骤六：冷却后波纹管，按比例定比切割后，安装连接件制得一种改性聚丙烯平壁增 强波纹管。
进一步地，步骤一和二中高温熔融温度为150℃，步骤一和步骤二中搅拌速率为200rpm/min，搅拌时间为20min。
进一步地，步骤三中挤出压力为25MPa，挤压时物料温度不高于230℃，步骤三中加热塑化温度为180℃，塑化时间为10min，步骤三中对挤出设备进行温度控制，入料温度 为160℃，中间温度为200℃，出料口温度为180℃。
实施例二
本发明实施例提供一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，波纹管分为内层和外层式结构， 其中外层按照质量份数计算包括以下成分：50份聚丙烯、20份超高分子量聚乙烯、3份分 散剂、3份增溶剂、3份阻燃剂、1份着色剂、1份耐高温染料、5份热稳定剂和5份添加 树脂，内层按照质量份数计算包括以下成分50份聚丙烯、5份增溶剂、20份乙丙橡胶和5 份抗氧化剂。
进一步地，添加树脂包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、 动态硫化热塑性弹性体及热塑性弹性体的一种或多种混合，热稳定剂具体为二甲基锡、二 辛基锡、四苯基锡一种或多种混合，抗氧化剂具体为烷基酚、芳香胺类、苯基-B-耐胺、 烷对锟、烯基双酚、烷基酚硫醚和水杨酸苯中的一种。
还包括一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一中的比例配备外层材料：聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、 增溶剂、阻燃剂、着色剂、耐高温燃料、热稳定剂、添加树脂，将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、增溶剂和添加树脂放入搅拌机中高温熔融搅拌进行初步混料；初步混料完成后加入阻燃剂、着色剂和耐高温燃料高速搅拌10-15min后制得外层混料；
步骤二：按权利要求一中的比例配备内层材料：聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化 剂，将聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂投入搅拌机中高温熔融搅拌制得内层混料；
步骤三：将内层混料和外层混料按比例进行层叠，层叠后加热塑化，输送至高压挤出 机中挤出，制得波纹管预制品；
步骤四：将波纹管预制品迅速置于塑形模具中，快速塑形并扩口；
步骤五：波纹管预制品塑形扩口后，进行脱模，脱模后表面喷淋冷却；
步骤六：冷却后波纹管，按比例定比切割后，安装连接件制得一种改性聚丙烯平壁增 强波纹管。
进一步地，步骤一和二中高温熔融温度为160℃，步骤一和步骤二中搅拌速率为300rpm/min，搅拌时间为30min。
进一步地，步骤三中挤出压力为30MPa，挤压时物料温度不高于230℃，步骤三中加热塑化温度为230℃，塑化时间为15min，步骤三中对挤出设备进行温度控制，入料温度 为180℃，中间温度为220℃，出料口温度为200℃。
实施例三
本发明实施例提供一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，波纹管分为内层和外层式结构， 其中外层按照质量份数计算包括以下成分：70份聚丙烯、30份超高分子量聚乙烯、5份分 散剂、5份增溶剂、5份阻燃剂、1份着色剂、1份耐高温染料、10份热稳定剂和10份添 加树脂，所述内层按照质量份数计算包括以下成分70份聚丙烯、10份增溶剂、30份乙丙 橡胶和10份抗氧化剂。
进一步地，添加树脂包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、 动态硫化热塑性弹性体及热塑性弹性体的一种或多种混合，热稳定剂具体为二甲基锡、二 辛基锡、四苯基锡一种或多种混合，抗氧化剂具体为烷基酚、芳香胺类、苯基-B-耐胺、 烷对锟、烯基双酚、烷基酚硫醚和水杨酸苯中的一种。
还包括一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一中的比例配备外层材料：聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、 增溶剂、阻燃剂、着色剂、耐高温燃料、热稳定剂、添加树脂，将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、增溶剂和添加树脂放入搅拌机中高温熔融搅拌进行初步混料；初步混料完成后加入阻燃剂、着色剂和耐高温燃料高速搅拌10-15min后制得外层混料；
步骤二：按权利要求一中的比例配备内层材料：聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化 剂，将聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂投入搅拌机中高温熔融搅拌制得内层混料；
步骤三：将内层混料和外层混料按比例进行层叠，层叠后加热塑化，输送至高压挤出 机中挤出，制得波纹管预制品；
步骤四：将波纹管预制品迅速置于塑形模具中，快速塑形并扩口；
步骤五：波纹管预制品塑形扩口后，进行脱模，脱模后表面喷淋冷却；
步骤六：冷却后波纹管，按比例定比切割后，安装连接件制得一种改性聚丙烯平壁增 强波纹管。
进一步地，步骤一和二中高温熔融温度为150℃，步骤一和步骤二中搅拌速率为200rpm/min，搅拌时间为20min。
进一步地，步骤三中挤出压力为25MPa，挤压时物料温度不高于230℃，步骤三中加热塑化温度为180℃，塑化时间为10min，步骤三中对挤出设备进行温度控制，入料温度 为160℃，中间温度为200℃，出料口温度为180℃。
实施例四
本发明实施例提供一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，波纹管分为内层和外层式结构， 其中外层按照质量份数计算包括以下成分：70份聚丙烯、30份超高分子量聚乙烯、5份分 散剂、5份增溶剂、5份阻燃剂、1份着色剂、1份耐高温染料、10份热稳定剂和10份添 加树脂，所述内层按照质量份数计算包括以下成分70份聚丙烯、10份增溶剂、30份乙丙 橡胶和10份抗氧化剂。
进一步地，添加树脂包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、 动态硫化热塑性弹性体及热塑性弹性体的一种或多种混合，热稳定剂具体为二甲基锡、二 辛基锡、四苯基锡一种或多种混合，抗氧化剂具体为烷基酚、芳香胺类、苯基-B-耐胺、 烷对锟、烯基双酚、烷基酚硫醚和水杨酸苯中的一种。
还包括一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一中的比例配备外层材料：聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、 增溶剂、阻燃剂、着色剂、耐高温燃料、热稳定剂、添加树脂，将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、增溶剂和添加树脂放入搅拌机中高温熔融搅拌进行初步混料；初步混料完成后加入阻燃剂、着色剂和耐高温燃料高速搅拌10-15min后制得外层混料；
步骤二：按权利要求一中的比例配备内层材料：聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化 剂，将聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂投入搅拌机中高温熔融搅拌制得内层混料；
步骤三：将内层混料和外层混料按比例进行层叠，层叠后加热塑化，输送至高压挤出 机中挤出，制得波纹管预制品；
步骤四：将波纹管预制品迅速置于塑形模具中，快速塑形并扩口；
步骤五：波纹管预制品塑形扩口后，进行脱模，脱模后表面喷淋冷却；
步骤六：冷却后波纹管，按比例定比切割后，安装连接件制得一种改性聚丙烯平壁增 强波纹管。
进一步地，步骤一和二中高温熔融温度为160℃，步骤一和步骤二中搅拌速率为300rpm/min，搅拌时间为30min。
进一步地，步骤三中挤出压力为30MPa，挤压时物料温度不高于230℃，步骤三中加热塑化温度为230℃，塑化时间为15min，步骤三中对挤出设备进行温度控制，入料温度 为180℃，中间温度为220℃，出料口温度为200℃。
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 (10)

1.一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，其特征在于：所述波纹管分为内层和外层式结构，其中外层按照质量份数计算包括以下成分：50-70份聚丙烯、20-30份超高分子量聚乙烯、3-5份分散剂、3-5份增溶剂、3-5份阻燃剂、1-3份着色剂、1-3份耐高温染料、5-10份热稳定剂和5-10份添加树脂，所述内层按照质量份数计算包括以下成分50-70份聚丙烯、5-10份增溶剂、20-30份乙丙橡胶和5-10份抗氧化剂。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，其特征在于：所述添加树脂包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、动态硫化热塑性弹性体及热塑性弹性体的一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，其特征在于：所述热稳定剂具体为二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管，其特征在于：所述抗氧化剂具体为烷基酚、芳香胺类、苯基-B-耐胺、烷对锟、烯基双酚、烷基酚硫醚和水杨酸苯中的一种。
5.一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：包括如下制作步骤，
步骤一：按权利要求一中所述的比例配备外层材料：聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、增溶剂、阻燃剂、着色剂、耐高温燃料、热稳定剂、添加树脂，将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、分散剂、增溶剂和添加树脂放入搅拌机中高温熔融搅拌进行初步混料；初步混料完成后加入阻燃剂、着色剂和耐高温燃料高速搅拌10-15min后制得外层混料；
步骤二：按权利要求一中所述的比例配备内层材料：聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂，将聚丙烯、增溶剂、乙丙橡胶和抗氧化剂投入搅拌机中高温熔融搅拌制得内层混料；
步骤三：将内层混料和外层混料按比例进行层叠，层叠后加热塑化，输送至高压挤出机中挤出，制得波纹管预制品；
步骤四：将波纹管预制品迅速置于塑形模具中，快速塑形并扩口；
步骤五：波纹管预制品塑形扩口后，进行脱模，脱模后表面喷淋冷却；
步骤六：冷却后波纹管，按比例定比切割后，安装连接件制得一种改性聚丙烯平壁增强波纹管。
6.根据权利要求5所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：所述步骤一和二中高温熔融温度为150-160℃。
7.根据权利要求5所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：所述步骤一和步骤二中搅拌速率为200-300rpm/min，搅拌时间为20-30min。
8.根据权利要求5所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：所述步骤三中挤出压力为25-30MPa，所述挤压时物料温度不高于230℃。
9.根据权利要求5所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：所述步骤三中加热塑化温度为180-230℃，塑化时间为10-15min。
10.根据权利要求5所述的一种改性聚丙烯平壁增强波纹管制备及其生产工艺，其特征在于：所述步骤三中对挤出设备进行温度控制，入料温度为160-180℃，中间温度为200-220℃，出料口温度为180-200℃。
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