一种制备PE结构壁管的原料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PE结构壁管的原料及其制备方法,PE结构壁管包括PE双壁波纹管、PE中空壁缠绕管、PE克拉管等,凡是具有特殊物理结构的PE管材都属于PE结构壁管范畴,属于塑料管材技术领域。
背景技术
PE结构壁管是一种以聚乙烯为原材料,经过挤出和特殊的成型工艺加工而成,具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快寿命长等特点,除了具有普通塑料管所具有的耐腐蚀性好,绝缘性高,内壁光滑,流动阻力小等特点以处,还因采用了特殊的中空环形结构,具有优异的环刚度和良好的强度与韧性,及重量轻,耐冲击性强,不易破损等特点。目前在发达国家的诸多领域已经广泛应用,尤其是在美国,加拿大,日本以及欧洲许多国家,广泛应用于市政排水排污,农业灌溉,煤矿通风、化工、通信电缆护套等领域。实践证明,在满足工程应用的强度和刚度要求下,采用PE结构壁管可节约原材料30%-50%,此外,对比混凝土管,铸铁管,有运输安装方便,降低施工人员劳动强度及降低工程的总投资等优势, PE结构壁管已成为管道领域“以塑代钢”的首选管材,它克服了混凝土管,铸铁管等安装难度大、易锈蚀、水流阻力大、滋生细菌、寿命短的缺点。
目前据统计,我国各大管材厂家拥有PE结构壁管生产线:PE双壁波纹管生产线约600条;PE中空壁缠绕管生产线约250条;PE克拉管生产线约80条。目前我国生产PE结构壁管的配方现状是:
1、低压聚乙烯+色母
缺点:纯PE做的管材刚性达不到要求,如要达到理想刚性必须加厚壁厚尺寸,成本居高不下。
2、低压聚乙烯再生料+填充母料+色母,
缺点:各家的配方和所用的母料鱼龙混杂,产品质量得不到保障。因采取单螺杆挤出模式生产管材,多种原料共混挤出,单螺杆不可能很均匀地塑化多种原料,所以生产的管材在性能方面多多少少都有点不尽人意,特别是管材环柔度和抗冲指标很难达标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备PE结构壁管的原料及其制备方法,克服以上缺陷。采用本发明配方制备的增韧增强HDPE颗粒就可以生产出优质的PE结构壁管,而不需要再添加其它诸如色母、填充母料、增强母料等辅料。
本发明所述的一种制备PE结构壁管的原料,其原料包括超细滑石粉、白炭黑、硫酸钡、碳酸钙晶须,HDPE、EPDM、聚丙烯、复合偶联剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、色素炭黑,具体质量份数如下:
HDPE 20-60份
EPDM 1-8份
聚丙烯 1-15份
超细滑石粉 10-50份
白炭黑 1-8份
硫酸钡 1-8份
碳酸钙晶须 1-15份
复合偶联剂 0.1-5份
聚乙烯蜡 1-8份
硬脂酸锌 0.5-5份
色素炭黑 2份
优选的,其原料具体质量组分如下:
HDPE 30-50份
EPDM 3-5份
聚丙烯 3-10份
超细滑石粉 20-40份
白炭黑 2-5份
硫酸钡 2-5份
碳酸钙晶须 5-10份
复合偶联剂 0.5-2份
聚乙烯蜡 2-5份
硬脂酸锌 1-2份
色素炭黑 2份
再优选的,其原料具体质量组分如下:
HDPE 40份
EPDM 4份
聚丙烯 5份
超细滑石粉 30份
白炭黑 3份
硫酸钡 3份
碳酸钙晶须 8份
复合偶联剂 1份
聚乙烯蜡 3份
硬脂酸锌 1.5份
色素炭黑 2份
本发明所述的制备PE结构壁管的原料的制备方法,包括如下步骤:
a、将原料各组分按照质量分数进行配料,后送入高速混料机中进行混合;
b、利用热风对混合后的物料进行干燥;
c、将干燥后的物料冷却至室温;
d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机,塑化挤出后进行水冷,待冷却定型后,进行定长切粒;
e、将切粒送入振动筛中进行筛选,将筛选合格的切粒装包。
所述步骤b的干燥温度为75-85°C。
所述步骤d中塑化挤出的物料温度为180-220°C。
目前我国正在实施的十二五计划中提出花10-15年时间来改造全国排污水网,实现雨污分流,本发明就是针对我国结构壁管生产现状,并针对PE结构壁管的结构和成型工业特点,在原有的加工技术基础上创新研发的一种更适合PE结构壁管生产、并在原有基础上提高PE结构壁管各项性能指标的增韧增强的原料配方,不仅节约了生产原料成本、保证了经济效益,同时提供了一种利国利民、绿色环保的制备技术,用以提升雨污分流的工程质量,本发明具有以下技术效果:
采用本发明配方生产的结构壁管的性能测试数据
实验一:PE双壁波纹管测试结果
项目 |
指标 |
环刚度 |
SN=8.23
KN/㎡ |
抗冲击性能(TIR) |
≤10% |
环柔度 |
试样圆滑\无反向弯曲\无破裂\两壁无脱开 |
烘箱试验 |
无气泡\无分层\无开裂 |
蠕变比率 |
≤4 |
实验二:PE双壁波纹管测试结果
项目 |
指标 |
环刚度 |
SN=9.12KN/㎡ |
抗冲击性能(TIR) |
≤10% |
环柔度 |
试样圆滑\无反向弯曲\无破裂\两壁无脱开 |
烘箱试验 |
无气泡\无分层\无开裂 |
蠕变比率 |
≤4 |
实验三:PE中空壁缠绕管测试结果
项目 |
指标 |
环刚度 |
SN=8.57KN/㎡ |
抗冲击性能(TIR) |
≤10% |
环柔度 |
试样圆滑\无反向弯曲\无破裂\缠绕壁无脱开 |
烘箱试验 |
无气泡\无分层\无开裂 |
蠕变比率 |
≤4 |
实验四:克拉管测试结果
项目 |
指标 |
环刚度 |
SN=8.34KN/㎡ |
抗冲击性能(TIR) |
≤10% |
环柔度 |
试样圆滑\无反向弯曲\无破裂\克拉小管无脱开 |
烘箱试验 |
无气泡\无分层\无开裂 |
蠕变比率 |
≤4 |
1、本发明是一种针对PE结构壁管创新设计的专用原料,只需要用这种专用改性PE原料就可以生产出优质指标达到GB标准的PE结构壁管,而不需要厂家自己用几种原料的配方生产模式,简化了结构壁管生产的工艺流程,在提高产品质量的同时降低管材的配方成本。
2、本产品的配方采用了超细滑石粉、白炭黑、硫酸钡、碳酸钙晶须复合组合,多种树脂HDPE、EPDM 、PP共混双螺杆挤出,在各种原料组分共混挤出时产生了协同效应,使管材的力学性能、热稳定性产生显著地提升。采用本发明生产的结构壁管专用PE原料:熔融指数0.5-0.8(5KG砝码)、拉伸强度18MPa、断裂伸长率380%。用本产品生产的结构壁管:内外壁光滑、强度高、柔性好、能有效吸收冲击能量、抗裂性好,管材指标可达SN8 GB标准。
3、本产品的制备采用了同向双平双螺杆挤出,在实现高填充的同时增加其塑化性能,并且管材连续挤出一次成型,简化了生产工艺,减低了成本。
具体实施方式
实施例1:
一种制备PE结构壁管的原料,其原料组分具体质量分数如下:
HDPE 50份
EPDM 5份
聚丙烯 10份
超细滑石粉 40份
白炭黑 5份
硫酸钡 5份
碳酸钙晶须 10份
复合偶联剂 2份
聚乙烯蜡 5份
硬脂酸锌 2份
色素炭黑 2份
实施例2:
一种制备PE结构壁管的原料,其原料组分具体质量分数如下:
HDPE 30份
EPDM 3份
聚丙烯 3份
超细滑石粉 20份
白炭黑 2份
硫酸钡 2份
碳酸钙晶须 5份
复合偶联剂 0.5份
聚乙烯蜡 2份
硬脂酸锌 1份
色素炭黑 2份
实施例3:
一种制备PE结构壁管的原料的制备方法,包括如下步骤:
a、将原料各组分按照质量分数进行配料,后送入高速混料机中进行混合;
b、利用热风对混合后的物料进行干燥,干燥温度为85°C;
c、将干燥后的物料冷却至室温;
d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机,塑化挤出后进行水冷,待冷却定型后,进行定长切粒,塑化挤出的物料温度为220°C;
e、将切粒送入振动筛中进行筛选,将筛选合格的切粒装包。
实施例4:
一种制备PE结构壁管的原料的制备方法,包括如下步骤:
a、将原料各组分按照质量分数进行配料,后送入高速混料机中进行混合;
b、利用热风对混合后的物料进行干燥,干燥温度为75°C;
c、将干燥后的物料冷却至室温;
d、将冷却后的物料送入双螺杆挤出机,塑化挤出后进行水冷,待冷却定型后,进行定长切粒,塑化挤出的物料温度为180°C;
e、将切粒送入振动筛中进行筛选,将筛选合格的切粒装包。
上述实施例并非具体实施方式的穷举,还可以有其他的实施例。上述实施例的目的在于说明本发明,而非限制本发明的保护范围,所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。