CN104448488A - 纤维增强聚乙烯管道材料 - Google Patents
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Abstract
一种纤维增强聚乙烯管道材料,其特点是,由以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60-90份、炭黑5-10份,纤维10-40份、增容剂1-10份,偶联剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1份;纤维为经过表面处理的玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的一种或多种;纤维长度为1-8mm。增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯;偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种;润滑剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种;抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。具有良好的力学性能,并且耐候性能优异,强度高、耐老化、安全性好、使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,是一种纤维增强聚乙烯管道材料。
背景技术
聚乙烯(PE)为五大合成树脂之一,是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大类。PE有许多挤塑用途,如电线、电缆、软管、管材和型材。管材应用范围从用于天然气小截面黄管到48in直径用于工业和城市管道的厚壁黑管。大直径中空壁管用作混凝土制成的雨水排水管和其它下水道管线的替代物增长迅速。
纤维是一种高强度的材料,其强度是塑料的几十倍到上百倍。纤维作为塑料的增强材料,其优点为强度增加幅度大,原料来源广。增强纤维分为无机纤维、有机纤维和金属纤维,具体包括玻璃纤维、碳纤维、晶须、玄武岩纤维等。碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。玄武岩纤维,是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外,玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能,且性价比好,是一种纯天然的无机非金属材料,
纤维增强树脂基复合材料、管道,若纤维与树脂基体之间复合良好,会具有抗疲劳性能好、高温性能好、较高的比强度和比模量、安全性好、成型工艺简单等优势。碳纤维和玄武岩纤维作为发展迅猛的高性能纤维材料,对树脂基复合材料性能的影响更为显著。不同品种的增强纤维之间混合使用,尤其是性能相差较大的纤维之间混合,具有一定的协同作用,比单一加入增强效果好。
发明内容
本发明目的在于,对现有技术进行组合和创新,提供一种强度高、耐老化、安全性好、使用寿命长的纤维增强聚乙烯管道材料。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,它由以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60-90份、炭黑5-10份,纤维10-40份、增容剂1-10份,偶联剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1份。
所述的纤维为经过表面处理的玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。
所述的纤维长度为1-8mm。
所述的增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
所述的润滑剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种。
所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂 168 的复配物。
本发明的纤维增强聚乙烯管道材料与现有技术相比,本发明的纤维增强聚乙烯管道材料具有良好的力学性能,并且耐候性能优异,强度高、耐老化、安全性好、使用寿命长;且能够采用常规制造工艺制造管道,流动性好,容易成型,其制造的管道保持了材料所具有的特性,产品质量好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的纤维增强聚乙烯管道材料,由以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60-90份、炭黑5-10份,纤维10-40份、增容剂1-10份,偶联剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1份。
本发明的纤维增强聚乙烯管道材料中,所述的纤维为经过表面处理的玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的一种或多种;所述的纤维长度为1-8mm;所述的增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯;所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种;所述的润滑剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种;所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂 168 的复配物。所有材料容易得到,均为市售产品。
实施实例1:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60份、炭黑5份,纤维10份、增容剂1份,偶联剂0.1份、润滑剂0.1份、抗氧剂0.1份。
实施实例2:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂75份、炭黑7.5份,纤维25份、增容剂5.5份,偶联剂0.5份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.5份。
实施实例3:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂90份、炭黑10份,纤维40份、增容剂10份,偶联剂1份、润滑剂1份、抗氧剂1份。
实施实例4:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60份、炭黑7.5份,纤维40份、增容剂5.5份,偶联剂0.1份、润滑剂0.5份、抗氧剂1份。
实施实例5:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂75份、炭黑5份,纤维25份、增容剂10份,偶联剂0.5份、润滑剂0.1份、抗氧剂0.5份。
实施实例6:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂90份、炭黑7.5份,纤维10份、增容剂5.5份,偶联剂1份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.1份。
实施实例7:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂75份、炭黑10份,纤维25份、增容剂1份,偶联剂0.5份、润滑剂1份、抗氧剂0.5份。
实施实例8:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂90份、炭黑10份,纤维10份、增容剂10份,偶联剂0.1份、润滑剂份1、抗氧剂0.1份。
实施实例9:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂75份、炭黑5份,纤维40份、增容剂1份,偶联剂1份、润滑剂0.1份、抗氧剂1份。
实施实例10:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂90份、炭黑10份,纤维25份、增容剂5.5份,偶联剂1份、润滑剂1份、抗氧剂0.5份。
实施实例11:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60份、炭黑5份,纤维25份、增容剂5.5份,偶联剂0.1份、润滑剂0.1份、抗氧剂0.5份。
实施实例12:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60份、炭黑5份,纤维10份、增容剂5.5份,偶联剂0.5份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.5份。
实施实例13:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂75份、炭黑5份,纤维10份、增容剂5.5份,偶联剂0.5份、润滑剂0.1份、抗氧剂0.1份。
实施实例14:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂75份、炭黑7.5份,纤维25份、增容剂10份,偶联剂1份、润滑剂1份、抗氧剂1份。
实施实例15:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂90份、炭黑10份,纤维40份、增容剂1份,偶联剂0.1份、润滑剂0.1份、抗氧剂0.1份。
实施实例16:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂90份、炭黑10份,纤维40份、增容剂0.5份,偶联剂0.5份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.5份。
实施实例17:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂80、炭黑5份、碳纤维20份、增容剂5份、偶联剂1份、润滑剂1份、抗氧剂1份。
实施实例18:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂80、炭黑5份、碳纤维20份、增容剂10份、偶联剂1份、润滑剂1份、抗氧剂1份。
实施实例19:
一种纤维增强聚乙烯管道材料,按以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂80、炭黑10份、碳纤维20份、增容剂5份、偶联剂1份、润滑剂1份、抗氧剂1份。
本发明的纤维增强聚乙烯管道材料的制备方法采用常规定工艺制造,包括以下步骤:
(1)将按重量称取的聚乙烯树脂、炭黑、增容剂、偶联剂、润滑剂和抗氧剂加入高速混合机中混合均匀;
(2)将上述混合均匀的物料和经表面的纤维分别加入双螺杆挤出机的主喂料口和侧喂料口,经熔融挤出、冷却、造粒,制得纤维增强聚乙烯管道材料;
(3)将上述纤维增强聚乙烯管道材料再经管材挤出生产线熔融挤出、定径、冷却、切割,制成纤维增强聚乙烯管道。
使用本发明的纤维增强聚乙烯管道材料采用常规工艺制造的管道,经过2年,在我国东北地区作为工业废水输水管道的实际应用,效果良好,实现了本发明的目的和达到了所述的技术效果。
本发明所给出的具体实施方式仅为有限的实施例,本领域技术人员任何不经过创造性劳动的复制和改进,仍属于本发明权利要求所保护的范围。
Claims (7)
1.一种纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,它由以下重量份含量的原料制备而成:聚乙烯树脂60-90份、炭黑5-10份,纤维10-40份、增容剂1-10份,偶联剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,所述的纤维为经过表面处理的玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,所述的纤维长度为1-8mm。
4.根据权利要求1所述的纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,所述的增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,所述的润滑剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种。
7.根据权利要求1所述的纤维增强聚乙烯管道材料,其特征在于,所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂 168 的复配物。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150325 |