CN114573897A - 一种聚乙烯静音排水管专用料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚乙烯静音排水管专用料及制备方法，涉及排水管制备技术领域，解决现有排水管脆性大，耐环境应力开裂性能不理想的技术问题，包括如下组分：活性硫酸钡粉体，EBS，聚乙烯蜡，硬脂酸钙，抗氧剂，马来酸酐接枝聚乙烯，线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯；本发明体系中形成化学链提高马来酸酐接枝聚乙烯与上述材料的粘接和偶联，此外，EBS使活性硫酸钡粉体更加充分地分散到马来酸酐接枝聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中，从而提高材料支化应力和扩散应力的速度，活性硫酸钡粉体为疏水亲油结构，使得其与线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的界面结合更均匀、更加牢固，材料的强度、硬度及模量，耐环境应力开裂性能优越。
Description
技术领域
本发明涉及高分子化学及聚合物技术领域，更具体的是涉及排水管制备技术领域。
背景技术
随着房地产业和现代科学技术的高速发展，人类怎样营造自己栖息的居住空间和环境，对现代居住建筑的设计与建造提出了更高的要求。在我国中高档住宅、医院、宾馆等场所，卫生间、厨房的落水管排水产生的噪音一直困扰着人们。聚乙烯静音排水管采用三层共挤工艺，内、外各一层聚乙烯树脂，中间层为致密的隔音材料，从而达到降低冲水时噪音污染的目的。
目前市场上静音排水管大致有两种，一种是PVC中空壁内螺旋静音管，一种是3SPP静音排水管，其中PVC中空壁内螺旋静音排水管是在管材内壁设计螺旋结构的引流槽，水流顺着引流槽下落，减轻水流对管壁的撞击，从而减轻噪音的产生，同时中空壁结构也能一定程度降低噪音传导；3SPP静音排水管是以聚丙烯为基础原料，内、外各一层聚丙烯树脂，中间层为致密的隔音材料，PVC中空壁内螺旋静音管主要存在问题是材料脆性大、静音效果不理想；3SPP静音排水管主要问题是脆性较大,耐环境应力开裂性能不理想。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述现有排水管脆性大，耐环境应力开裂性能不理想的技术问题，本发明提供一种聚乙烯静音排水管专用料及制备方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种聚乙烯静音排水管专用料，按重量份计，包括如下组分：60-70份活性硫酸钡粉体，0.2-0.5份EBS，0.5-2.5份聚乙烯蜡，0.2-0.7份硬脂酸钙，0.1-0.3份抗氧剂，2-5份马来酸酐接枝聚乙烯，3-6份线性低密度聚乙烯，15-35份高密度聚乙烯。
本申请的技术方案中，线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯材料本身的抗冲击性能优越，此外，聚乙烯蜡对线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯树脂起到内润滑作用，硬脂酸钙起到外润滑作用，可有效提高挤出制品的表观质量和生产效率，此外，硬脂酸钙的加入使挤出形变小，增加了拉伸强度；抗氧化剂防止本申请的专用料在加工中氧化降解，此外还能抑制成品被氧化变色，提高了使用时间，节省了成本；马来酸酐接枝聚乙烯用于活性硫酸钡粉体、EBS、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、抗氧剂、线性低密度聚乙烯及高密度聚乙烯的相容；EBS使活性硫酸钡粉体更加充分地分散到马来酸酐接枝聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中，从而提高材料支化应力和扩散应力的速度，提高材料的耐环境应力开裂性能。
优选的，按重量份计，包括如下组分：65份活性硫酸钡粉体，0.35份EBS，1.5份聚乙烯蜡，0.45份硬脂酸钙，0.2份抗氧剂，3.5份马来酸酐接枝聚乙烯，4.5份线性低密度聚乙烯，25份高密度聚乙烯。
优选的，活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌12-18min(15min)，后放入冷却锅中冷却至常温即得。
更为优选的，活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至108℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌15min，后放入冷却锅中冷却至常温即得。将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，使硫酸钡粉体中的水汽排尽，同时配合搅拌，使团聚的硫酸钡颗粒被打散，充分分散开后加入铝酸酯偶联剂，再搅拌12-18min便于充分散开的硫酸钡粉体与偶联剂作用，形成疏水亲油结构。
更为优选的，硫酸钡粉体与铝酸酯偶联剂的重量比为50:1，硫酸钡粉体为1200-1300目，更为优选的，硫酸钡粉体为1250目。
优选的，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076或抗氧剂626。
优选的，线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，熔指0.2-1.0g/10min。
优选的，高密度聚乙烯为PE100级，熔指0.2-0.5g/10min，测试条件为190℃，5kg。
一种聚乙烯静音排水管专用料的制备方法，包括如下步骤：按上述重量份，将活性硫酸钡粉体，EBS，聚乙烯蜡，硬脂酸钙，抗氧剂，马来酸酐接枝聚乙烯，线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯加入密炼机中，加热密炼至188-192℃，然后倒入单螺杆挤出机喂料斗中，通过单螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度140-170℃。更为优选的，加热密炼至190℃。
本申请的技术方案中：EBS为N,N'-亚乙基双硬脂酰胺。
本发明的有益效果如下：
1、本申请的技术方案中，马来酸酐接枝聚乙烯用于活性硫酸钡粉体、EBS、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、抗氧剂、线性低密度聚乙烯及高密度聚乙烯的相容，EBS使活性硫酸钡粉体更加充分地分散到马来酸酐接枝聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中，从而提高材料支化应力和扩散应力的速度，提高材料的耐环境应力开裂性能。此外，聚乙烯蜡对线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯树脂起到内润滑作用，硬脂酸钙起到外润滑作用，可有效提高挤出制品的表观质量和生产效率。利用偶联剂对硫酸钡粉体进行表面改性处理，获得活性硫酸钡粉体，其为疏水亲油结构，使得其与线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的界面结合更均匀、更加牢固，提高材料的强度、硬度及模量，耐环境应力开裂性能优越。
2、EBS可将活性硫酸钡粉体充分的分散在线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中，再通过密炼的方式进一步提高活性硫酸钡粉体在线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的分散性，使这个体系更加均一，充分分散后，由于对硫酸钡粉体进行表面改性处理，获得活性硫酸钡粉体，其为疏水亲油结构，使得其与线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的界面结合更均匀、更加牢固。
3、本申请首先用铝酸酯偶联剂对硫酸钡粉体进行表面改性处理，再通过密炼机将各组分充分混炼，很好地解决了硫酸钡粉体与高分子材料之间的相容性和分散性问题；
4、制备方法简单，制备的专用料拉伸强度高，为17.5MPa左右，弯曲模量适宜，为2650MPa左右，缺口冲击强度高，为27kJ/m2左右；
5、本申请以线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯为基础原料，利用硫酸钡粉体优异的隔音效果的特点，同时将其与偶联剂作用，活化形成疏水亲油结构，通过EBS和密炼的方式进一步提高活性硫酸钡粉体在线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的分散性，此外还提高了与其他组份的相容性，制备的专用料静音效果好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种聚乙烯静音排水管专用料，按重量份计，包括如下组分：60份活性硫酸钡粉体，0.2份EBS，0.5份聚乙烯蜡，0.2份硬脂酸钙，0.1份抗氧剂168，2份马来酸酐接枝聚乙烯，3份线性低密度聚乙烯，15份高密度聚乙烯；活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌12min，后放入冷却锅中冷却至常温即得；
上述一种聚乙烯静音排水管专用料的制备方法，包括如下步骤：按上述重量份，将活性硫酸钡粉体，EBS，聚乙烯蜡，硬脂酸钙，抗氧剂168，马来酸酐接枝聚乙烯，线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯加入密炼机中，加热密炼至188℃，然后倒入单螺杆挤出机喂料斗中，通过单螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度140-170℃。
实施例2
本实施例提供一种聚乙烯静音排水管专用料，按重量份计，包括如下组分：65份活性硫酸钡粉体，0.35份EBS，1.5份聚乙烯蜡，0.45份硬脂酸钙，0.2份抗氧剂626，3.5份马来酸酐接枝聚乙烯，4.5份线性低密度聚乙烯，25份高密度聚乙烯；活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌15min，后放入冷却锅中冷却至常温即得；
上述一种聚乙烯静音排水管专用料的制备方法，加热密炼至190℃，其余同实施例1。
实施例3
本实施例提供一种聚乙烯静音排水管专用料，按重量份计，包括如下组分：70份活性硫酸钡粉体，0.5份EBS，2.5份聚乙烯蜡，0.7份硬脂酸钙，0.3份抗氧剂1076，5份马来酸酐接枝聚乙烯，6份线性低密度聚乙烯，35份高密度聚乙烯；活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌18min，后放入冷却锅中冷却至常温即得；
上述一种聚乙烯静音排水管专用料的制备方法，加热密炼至192℃，其余同实施例1。
实施例4
本实施例提供一种聚乙烯静音排水管专用料，按重量份计，包括如下组分：62份活性硫酸钡粉体，0.3份EBS，1份聚乙烯蜡，0.4份硬脂酸钙，0.15份抗氧剂168，3份马来酸酐接枝聚乙烯，4份线性低密度聚乙烯，20份高密度聚乙烯；活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌15min，后放入冷却锅中冷却至常温即得；
上述一种聚乙烯静音排水管专用料的制备方法如实施例2。
实施例5
本实施例提供一种聚乙烯静音排水管专用料，按重量份计，包括如下组分：68份活性硫酸钡粉体，0.4份EBS，2份聚乙烯蜡，0.6份硬脂酸钙，0.25份抗氧剂1010，4份马来酸酐接枝聚乙烯，4份线性低密度聚乙烯，30份高密度聚乙烯；活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌17min，后放入冷却锅中冷却至常温即得；
上述一种聚乙烯静音排水管专用料的制备方法如实施例2。
上述实施例中，线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，熔指0.2-1.0g/10min；高密度聚乙烯为PE100级，熔指0.2-0.5g/10min，测试条件为190℃，5kg；硫酸钡粉体与铝酸酯偶联剂的重量比为50:1，硫酸钡粉体为1250目。
上述实施例1-5与3SPP静音排水管专用料及本领域常规市售的聚乙烯静音排水管专用料相比，主要测试指标见表1。
3SPP静音排水管专用料，其主要成分为：65份活性硫酸钡粉体、0.5份EBS、0.5份聚丙烯蜡、0.2份硬脂酸钙、0.2份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、33.5份共聚聚丙烯。
由表1知，本申请实施例1-5制备的聚乙烯静音排水管专用料与3SPP静音排水管专用料和市售聚乙烯静音排水管专用料相比，弯曲模量适宜，拉伸强度明显优于3SPP静音排水管专用料和市售聚乙烯静音排水管专用料，说明耐环境应力开裂性能好，此外缺口冲击强度高，说明实施例1-5制备的聚乙烯静音排水管专用料制备的管材柔韧性好，脆性小。
Claims (8)
1.一种聚乙烯静音排水管专用料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：60-70份活性硫酸钡粉体，0.2-0.5份EBS，0.5-2.5份聚乙烯蜡，0.2-0.7份硬脂酸钙，0.1-0.3份抗氧剂，2-5份马来酸酐接枝聚乙烯，3-6份线性低密度聚乙烯，15-35份高密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯静音排水管专用料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：65份活性硫酸钡粉体，0.35份EBS，1.5份聚乙烯蜡，0.45份硬脂酸钙，0.2份抗氧剂，3.5份马来酸酐接枝聚乙烯，4.5份线性低密度聚乙烯，25份高密度聚乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚乙烯静音排水管专用料，其特征在于，活性硫酸钡粉体的制备方法如下：将硫酸钡粉体在高速混合机中搅拌升温至105-110℃，加入铝酸酯偶联剂搅拌12-18min，后放入冷却锅中冷却至常温即得。
4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯静音排水管专用料，其特征在于，硫酸钡粉体与铝酸酯偶联剂的重量比为50:1，硫酸钡粉体为1200-1300目。
5.根据权利要求1或2所述的一种聚乙烯静音排水管专用料，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076或抗氧剂626。
6.根据权利要求1或2所述的一种聚乙烯静音排水管专用料，其特征在于，线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，熔指0.2-1.0g/10min。
7.根据权利要求1或2所述的一种聚乙烯静音排水管专用料，其特征在于，高密度聚乙烯为PE100级，熔指0.2-0.5g/10min，测试条件为190℃，5kg。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的聚乙烯静音排水管专用料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按上述重量份，将活性硫酸钡粉体，EBS，聚乙烯蜡，硬脂酸钙，抗氧剂，马来酸酐接枝聚乙烯，线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯加入密炼机中，加热密炼至188-192℃，然后倒入单螺杆挤出机喂料斗中，通过单螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度140-170℃。
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