CN112375285A - 一种耐压防渗漏pe管材的制造方法 - Google Patents

一种耐压防渗漏pe管材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，包括：将壳聚糖、含有三个双键的单体、马来酸酐、乙酸混合，60‑80℃搅拌15‑25min，去除剩余乙酸，加入马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，150‑170℃熔融10‑20min，得到预混料a；将聚丙烯、聚乙烯、抗氧化剂混合，180‑200℃搅拌2‑6min，得到预混料b；将预混料a、填充材料、成核剂、热稳定剂、润滑剂、过氧化物混合，160‑170℃搅拌1‑2min，得到预混料c；将预混料b、预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为100‑120r/min，加料段温度为180‑190℃，熔融段道口模的温度为210‑230℃。

Description

一种耐压防渗漏PE管材的制造方法
技术领域
本发明涉及塑料管材技术领域，尤其涉及一种耐压防渗漏PE管材的制造方法。
背景技术
PE管材是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂管材，聚丙烯熔融温度约180℃，密度约为0.91g/cm3，是最轻的通用塑料，具有高强度、硬度大、耐磨、耐弯曲疲劳、耐腐蚀、容易加工成型等优点，由于PE管材具有无毒、无味、无臭以及机械性能好、安装方便等优点，被广泛的应用于对安全环保要求较高的输水管领域。
目前PE管材目前大量用于输送饮用水，对PE管材的耐压和防渗漏提出了较高要求，聚合物共混己经成为开发高聚物新材料的最重要最经济的方法，通过共混改性引入多活性的壳聚糖有望降低成本，保持甚至提高材料的性能，但对于输水管来说，其耐压和防渗漏强度依旧满足不了要求，因而目前需要对PE管材进行改良，以延长使用年限。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐压防渗漏PE管材的制造方法。
一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，包括如下步骤：
S1、将壳聚糖、含有三个双键的单体、马来酸酐、乙酸混合，60-80℃搅拌15-25min，去除剩余乙酸，加入马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，150-170℃熔融10-20min，得到预混料a；
含有三个双键的单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氰尿酸三烯丙酯的至少一种；
S2、将聚丙烯、聚乙烯、抗氧化剂混合，180-200℃搅拌2-6min，得到预混料b；
S3、将预混料a、填充材料、成核剂、热稳定剂、润滑剂、过氧化物混合，160-170℃搅拌1-2min，搅拌速度为80-120r/min，得到预混料c；
S4、将预混料b、预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为100-120r/min，加料段温度为180-190℃，熔融段道口模的温度为210-230℃。
优选地，S1中，壳聚糖、含有三个双键的单体、马来酸酐、乙酸的质量比为10-20：4-10：1-2：30-60。
优选地，S2中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧化剂的质量比为60-100：5-15：1-2。
优选地，S2中，抗氧化剂为抗氧剂BHT、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP、抗氧剂1098中至少一种。
优选地，S3中，预混料a、填充材料、成核剂、热稳定剂、润滑剂、过氧化物的质量比为4-10：20-60：0.2-1：1-2：1-2：0.1-0.6。
优选地，S3中，填充材料为多孔粉石英、粉煤灰、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米陶瓷微球、硼酸铝晶须中至少一种。
优选地，S3中，成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛。
优选地，S3中，过氧化物为二异丙苯过氧化氢、双(过氧化叔丁基)二异丙苯、4,4-双(叔丁过氧基)戊酸正丁酯、2,2-双(叔丁过氧基)丁烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁过氧基)己烷、二叔戊基过氧化物的至少一种。
优选地，S4中，预混料b、预混料c的质量比为80-110：60-70。
本发明的技术效果如下所示：
本发明中，壳聚糖在乙酸溶液中β-1,4糖苷键水解并形成带正电的阳离子基团，在体系中呈现凝胶状态并具有较强的吸附能力，与含有三个双键的单体复配，在马来酸酐的作用下结合强度极高，不仅与马来酸酐接枝聚丙烯的相容性能优异，而且可提高在聚丙烯基体中的均匀分散，并促使聚丙烯与聚乙烯、填充材料间形成均匀的一体化结构，有效增强PE管材的耐压与防渗透性能，同时预混料a的三维网状结构可促使聚丙烯结晶过程中起到异相成核作用，进而显著提高PE管材的结晶度与结晶能力，进一步增强PE管材的耐压强度，并大大改善了聚丙烯的热降解能力，提高聚丙烯塑料的使用寿命，可以在输水管领域得到广泛推广。
本发明可有效改善PE管材的弯曲刚性，并提高制品的耐热性能，其耐温达到215℃以上，同时由于与聚乙烯复配可改善聚乙烯的流动性，起到熔融促进剂的作用，使得产物具有高的韧性、抗压性、良好的挤出加工性能。本发明工艺可提供很好的加工稳定性并配合材料的流变性，从而降低了PE管材的收缩性，结构极为稳定，防渗透性能优异。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，包括如下步骤：
S1、将10kg壳聚糖、10kg三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1kg马来酸酐、60kg乙酸混合，60℃搅拌25min，去除剩余乙酸，加入5kg马来酸酐接枝聚丙烯，送入高速搅拌机中混合均匀，送入共混仪中在温度170℃熔融10min，得到预混料a；
S2、将100kg聚丙烯、5kg聚乙烯、2kg抗氧剂BHT送入至密炼机a中，180℃搅拌6min，搅拌速度为40r/min，得到预混料b；
S3、将10kg预混料a、20kg硼酸铝晶须、1kg 1,3:2,4-二(3,4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛、1kg钙锌稳定剂、2kg氧化聚乙烯蜡、0.1kg二异丙苯过氧化氢送入密炼机b中，170℃搅拌1min，搅拌速度为120r/min，得到预混料c；
S4、将80kg预混料b、70kg预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为100r/min，加料段温度为190℃，熔融段道口模的温度为210℃。
实施例2
一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，包括如下步骤：
S1、将20kg壳聚糖、4kg乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2kg马来酸酐、30kg乙酸混合，80℃搅拌15min，去除剩余乙酸，加入15kg马来酸酐接枝聚丙烯，送入高速搅拌机中混合均匀，送入共混仪中在温度150℃熔融20min，得到预混料a；
S2、将60kg聚丙烯、15kg聚乙烯、1kg抗氧剂DLTP送入至密炼机a中，200℃搅拌2min，搅拌速度为60r/min，得到预混料b；
S3、将4kg预混料a、60kg纳米二氧化硅、0.2kg 1,3:2,4-二(3,4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛、2kg钙锌稳定剂、1kg氧化聚乙烯蜡、0.6kg双(过氧化叔丁基)二异丙苯送入密炼机b中，160℃搅拌2min，搅拌速度为80r/min，得到预混料c；
S4、将110kg预混料b、60kg预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为120r/min，加料段温度为180℃，熔融段道口模的温度为230℃。
实施例3
一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，包括如下步骤：
S1、将13kg壳聚糖、8kg氰尿酸三烯丙酯、1.2kg马来酸酐、50kg乙酸混合，65℃搅拌22min，去除剩余乙酸，加入8kg马来酸酐接枝聚丙烯，送入高速搅拌机中混合均匀，送入共混仪中在温度165℃熔融12min，得到预混料a；
S2、将90kg聚丙烯、8kg聚乙烯、1.7kg抗氧剂TNP送入至密炼机a中，185℃搅拌5min，搅拌速度为45r/min，得到预混料b；
S3、将8kg预混料a、20kg纳米二氧化钛、10kg纳米陶瓷微球、0.8kg 1,3:2,4-二(3,4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛、1.3kg钙锌稳定剂、1.8kg氧化聚乙烯蜡、0.2kg2-双(叔丁过氧基)丁烷送入密炼机b中，167℃搅拌1.2min，搅拌速度为110r/min，得到预混料c；
S4、将90kg预混料b、67kg预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为105r/min，加料段温度为188℃，熔融段道口模的温度为215℃。
实施例4
一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，包括如下步骤：
S1、将17kg壳聚糖、6kg三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1.8kg马来酸酐、40kg乙酸混合，75℃搅拌18min，去除剩余乙酸，加入12kg马来酸酐接枝聚丙烯，送入高速搅拌机中混合均匀，送入共混仪中在温度155℃熔融18min，得到预混料a；
S2、将70kg聚丙烯、12kg聚乙烯、1.3kg抗氧剂1098送入至密炼机a中，195℃搅拌3min，搅拌速度为55r/min，得到预混料b；
S3、将6kg预混料a、25kg多孔粉石英、25kg粉煤灰、0.4kg 1,3:2,4-二(3,4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛、1.7kg钙锌稳定剂、1.2kg氧化聚乙烯蜡、0.4kg 2,5-二甲基-2,5-二(叔丁过氧基)己烷送入密炼机b中，163℃搅拌1.8min，搅拌速度为90r/min，得到预混料c；
S4、将100kg预混料b、63kg预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为115r/min，加料段温度为182℃，熔融段道口模的温度为225℃。
实施例5
一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，包括如下步骤：
S1、将15kg壳聚糖、7kg丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1.5kg马来酸酐、45kg乙酸混合，70℃搅拌20min，去除剩余乙酸，加入10kg马来酸酐接枝聚丙烯，送入高速搅拌机中混合均匀，送入共混仪中在温度160℃熔融15min，得到预混料a；
S2、将80kg聚丙烯、10kg聚乙烯、1.5kg抗氧剂BHT送入至密炼机a中，190℃搅拌4min，搅拌速度为50r/min，得到预混料b；
S3、将7kg预混料a、20kg多孔粉石英、15kg纳米二氧化硅、5kg硼酸铝晶须、0.6kg1,3:2,4-二(3,4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛、1.5kg钙锌稳定剂、1.5kg氧化聚乙烯蜡、0.3kg二异丙苯过氧化氢送入密炼机b中，165℃搅拌1.5min，搅拌速度为100r/min，得到预混料c；
S4、将95kg预混料b、65kg预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为110r/min，加料段温度为185℃，熔融段道口模的温度为220℃。
将实施例3-5所得PE管材进行机械性能对比，其结果如下：
Figure BDA0002707187440000061
Figure BDA0002707187440000071
将实施例3-5所得PE管材进行焊接测试、耐压测试和防渗液测试，其结果如下：
实施例3 实施例4 实施例5
焊接测试 易焊接，接口光滑 易焊接，接口光滑 易焊接，接口光滑
耐压测试 不漏气，侧面爆开 不漏气，侧面爆开 不漏气，侧面爆开
防渗液测试 无失重 无失重 无失重
由上表可知：本发明所得PE管材的机械性能和焊接性能、耐压性能及防渗液性能均十分优秀。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将壳聚糖、含有三个双键的单体、马来酸酐、乙酸混合，60-80℃搅拌15-25min，去除剩余乙酸，加入马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，150-170℃熔融10-20min，得到预混料a；
含有三个双键的单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氰尿酸三烯丙酯的至少一种；
S2、将聚丙烯、聚乙烯、抗氧化剂混合，180-200℃搅拌2-6min，得到预混料b；
S3、将预混料a、填充材料、成核剂、热稳定剂、润滑剂、过氧化物混合，160-170℃搅拌1-2min，搅拌速度为80-120r/min，得到预混料c；
S4、将预混料b、预混料c混合均匀后加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为100-120r/min，加料段温度为180-190℃，熔融段道口模的温度为210-230℃。
2.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S1中，壳聚糖、含有三个双键的单体、马来酸酐、乙酸的质量比为10-20：4-10：1-2：30-60。
3.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S2中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧化剂的质量比为60-100：5-15：1-2。
4.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S2中，抗氧化剂为抗氧剂BHT、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP、抗氧剂1098中至少一种。
5.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S3中，预混料a、填充材料、成核剂、热稳定剂、润滑剂、过氧化物的质量比为4-10：20-60：0.2-1：1-2：1-2：0.1-0.6。
6.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S3中，填充材料为多孔粉石英、粉煤灰、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米陶瓷微球、硼酸铝晶须中至少一种。
7.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S3中，成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛。
8.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S3中，过氧化物为二异丙苯过氧化氢、双(过氧化叔丁基)二异丙苯、4,4-双(叔丁过氧基)戊酸正丁酯、2,2-双(叔丁过氧基)丁烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁过氧基)己烷、二叔戊基过氧化物的至少一种。
9.根据权利要求1所述耐压防渗漏PE管材的制造方法，其特征在于，S4中，预混料b、预混料c的质量比为80-110：60-70。
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