CN115451208A - 一种pe-rt ⅱ型聚乙烯管道及其制备方法、耐热聚乙烯热力管道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热力管道技术领域,特别是涉及一种PE‑RT Ⅱ型聚乙烯管道及其制备方法、耐热聚乙烯热力管道,按照重量份数计,所述PE‑RT Ⅱ型聚乙烯管道包括乙烯35‑65份,己烯30‑60份,催化剂2份,其中,乙烯与己烯的比例为(0.8~2):1。本发明的目的是提供一种PE‑RT Ⅱ型聚乙烯管道及其制备方法、耐热聚乙烯热力管道,以乙烯和己烯为共聚单体,产生高密度Ⅱ型耐热聚乙烯,以双峰分子量分布的结构设计,具有优异的耐热性能,同时保留了聚乙烯家族材料杰出的低温抗冲击性能和耐应力开裂性能。
Description
技术领域
本发明涉及热力管道技术领域,特别是涉及一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道及其制备方法、耐热聚乙烯热力管道。
背景技术
常规的PE-RT型热力管是以乙烯和辛烯共聚制成的特殊的线型中密度乙烯共聚物,添加适量助剂,经挤出成型的热塑性加热管,具有良好的柔韧性,弯曲半径小,是管外径的5倍,特有的“应力松驰性”弯曲后不反弹,便于铺设操作。抗冲击性、热稳定性能良好,可热熔连接,便于安装维修,具有优良的成型加工性能。
上述常规的PE-RT型热力管为中密度聚乙烯管,具有杰出的低温抗冲击性能和耐应力开裂性能,但其耐热性能并不够优异,在长时间输送温度接近100℃的热水时,常规PE-RT型热力管容易变形,并存在散发其成分物质的的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道及其制备方法、耐热聚乙烯热力管道,以乙烯和己烯为共聚单体,产生高密度Ⅱ型耐热聚乙烯,以双峰分子量分布的结构设计,具有优异的耐热性能,同时保留了聚乙烯家族材料杰出的低温抗冲击性能和耐应力开裂性能。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,按照重量份数计,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道包括乙烯35-65份,己烯30-60份,催化剂2份,其中,乙烯与己烯的比例为(0.8~2):1。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道中,作为优选方案,所述催化剂为粉状,包括铬、锌或茂金属中的单一成分,或以任意比例混合的其中二者混合物,或以任意比例混合的三者混合物。
本发明还提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道为耐热聚乙烯PE-RT材料制成,包括以下步骤:
步骤1、混色烘干;将一定配比的己烯、乙烯和催化剂加热混合后,在95℃进行预结晶,得到PE-RT材料;
步骤2、螺杆挤出;将上述步骤中得到的PE-RT材料放入螺杆挤出机,进行挤出,其中,螺杆温度为210~225℃,螺杆参数为1:33,模具温度为215~225℃;
步骤3、真空定径;利用真空冷却定型机对挤出管材进行定型,其中,真空箱水温为30~35℃;
步骤4、冷却成型;对上述步骤所的管材进行冷却,其中,冷却水温为30±5℃,管材离开冷却水后下线温度不超过30℃。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法中,作为优选方案,所述步骤1中,预结晶时间不少于1.5h。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法中,作为优选方案,其特征在于,所述步骤2中,螺杆混炼段温度为220±5℃,混炼段螺杆牙深为0.25D,D为螺杆直径。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法中,作为优选方案,其特征在于,所述步骤2中,模具镀铬层深度不小于0.06mm,表面粗糙度不高于Ra0.4μm。
本发明还提供一种PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,其特征在于,包括:
内层承压管道,所述内层承压管道为上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,或上述的制备方法制得的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道;
中层发泡保温层,所述中层发泡保温层为PE+EVA闭孔发泡材料,和/或聚氨酯PU发泡材料;
外层保护套,所述外层保护套为高密度聚乙烯(HDPE)单壁波纹管,或HDPE结皮层,或PVC-U护套。
在上述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道中,作为优选方案,所述热力管道内部设置有两个或三个并行的内层承压管道,所述内层承压管道与所述外层保护套之间填充PE+EVA闭孔发泡材料,和/或聚氨酯PU发泡材料。
在上述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道中,作为优选方案,所述中间发泡保温层的导热系数不低于0.032W/m·K。
在上述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道中,作为优选方案,所述外层保护套的导热系数不低于0.42W/m·K。
本发明与现有技术相比,具有以下技术效果:
本发明提供了一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,以乙烯和己烯为共聚单体,产生高密度Ⅱ型耐热聚乙烯,以双峰分子量分布的结构设计,具有优异的耐热性能,同时保留了聚乙烯家族材料杰出的低温抗冲击性能和耐应力开裂性能。
本发明还提供了一种上述聚乙烯管道的制备方法和一种PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,其有益效果与一种PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道的总体结构示意图之一;
图2为本发明实施例所提供的PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道的总体结构示意图之二;
图3为本发明实施例所提供的PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道的总体结构示意图之三。
附图标记说明:
1、外层保护套;2、中层发泡保温层;31、第一内层承压管道;32、第二内层承压管道;33、第三内层承压管道。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
在没有特别解释的情况下,本发明中出现的与中医、中药相关的词的含义是本领域技术人员所公知的含义,例如闷润、润透等。
本发明中所述的“份”如无特别说明,均按质量份计。
本发明所述重量份主要包括公开的数值范围,公开范围内的任一数值(包括整数和小数)或任两数值的区间,或不连续的多个区间,还包括接近数值范围端值可以预期其效果近似的数值或数值范围,比如,5-10份,不仅仅包括5份,6份,7份,8份,9份,10份以及任两个份数的区间,对于其他数值范围,不一一举例,均包含在本发明当中。因此,本发明还包括已经直接公开的任意数值范围的子范围或其中任意具体数值。
本发明提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,按照重量份数计,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道包括乙烯35-65份(例如35份、36份、40份、46份、50份、52份、55份、58份、60份、64份、65份等,可取小数),己烯30-60份(例如30份、32份、35份、36份、40份、46份、50份、52份、55份、58份、60份等,可取小数),催化剂2份(例如1份、2份,可取小数),其中,乙烯与己烯的比例为(0.8~2):1。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道中,作为优选方案,所述催化剂为粉状,包括铬、锌或茂金属中的单一成分,或以任意比例混合的其中二者混合物,或以任意比例混合的三者混合物。
本发明还提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道为耐热聚乙烯PE-RT材料制成,包括以下步骤:
步骤1、混色烘干;将一定配比的己烯、乙烯和催化剂加热混合后,在95℃进行预结晶,得到PE-RT材料;
步骤2、螺杆挤出;将上述步骤中得到的PE-RT材料放入螺杆挤出机,进行挤出,其中,螺杆温度为210~225℃,螺杆参数为1:33,模具温度为215~225℃;
步骤3、真空定径;利用真空冷却定型机对挤出管材进行定型,其中,真空箱水温为30~35℃;
步骤4、冷却成型;对上述步骤所的管材进行冷却,其中,冷却水温为30±5℃,管材离开冷却水后下线温度不超过30℃。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法中,作为优选方案,所述步骤1中,预结晶时间不少于1.5h。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法中,作为优选方案,其特征在于,所述步骤2中,螺杆混炼段温度为220±5℃,混炼段螺杆牙深为0.25D,D为螺杆直径。
在上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法中,作为优选方案,其特征在于,所述步骤2中,模具镀铬层深度不小于0.06mm,表面粗糙度不高于Ra0.4μm。
本发明还提供一种PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,其特征在于,包括:
内层承压管道,所述内层承压管道为上述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,或上述的制备方法制得的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道;
中层发泡保温层2,所述中层发泡保温层2为PE+EVA闭孔发泡材料,和/或聚氨酯PU发泡材料;
外层保护套1,所述外层保护套1为高密度聚乙烯(HDPE)单壁波纹管,或HDPE结皮层,或PVC-U护套。
在上述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道中,作为优选方案,所述热力管道内部设置有两个或三个并行的内层承压管道,所述内层承压管道与所述外层保护套1之间填充PE+EVA闭孔发泡材料,和/或聚氨酯PU发泡材料。
在上述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道中,作为优选方案,所述中间发泡保温层2的导热系数不低于0.032W/m·K。
在上述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道中,作为优选方案,所述外层保护套1的导热系数不低于0.42W/m·K。
如图1所示,在上述的实施方式中,内层承压管道为第一内层承压管道31。
如图2所示,作为优选实施方式,所述热力管道内部设置有两个并行的内层承压管道,分别为第一内层承压管道31和第二内层承压管道32。
如图3所示,作为优选实施方式,所述热力管道内部设置有两个并行的内层承压管道,分别为第一内层承压管道31、第二内层承压管道32和第三内层承压管道33。
实施例1
本发明提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,按照重量份数计,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道包括乙烯35份,己烯40份,催化剂2份,其中,催化剂为铬粉0.5份、锌粉0.8份和茂金属催化剂0.7份的混合物。
本实施例的所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道是按如下方法制成的:
步骤1、混色烘干;将上述配比的己烯、乙烯和催化剂加热混合后,在95℃进行预结晶,得到PE-RT材料;
步骤2、螺杆挤出;将上述步骤中得到的PE-RT材料放入螺杆挤出机,进行挤出,其中,螺杆温度为210~225℃,螺杆参数为1:33,模具温度为215~225℃;
步骤3、真空定径;利用真空冷却定型机对挤出管材进行定型,其中,真空箱水温为30~35℃。
步骤4、冷却成型;对上述步骤所的管材进行冷却,其中,冷却水温为30±5℃,管材离开冷却水后下线温度不超过30℃。
实施例2
本发明提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,按照重量份数计,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道包括乙烯60份,己烯30份,催化剂2份,其中,催化剂为铬粉1份、锌粉1份的粉状混合物。
本实施例的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本发明提供一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,按照重量份数计,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道包括乙烯50份,己烯50份,催化剂1份,其中,催化剂为铬粉0.5份和茂金属催化剂0.5份的混合物。
本实施例的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法与实施例1相同。
本发明的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道各项性能如下表:
性能 | 测试标准 | 单位 | 标准值 | 测量值 |
密度 | GB/T1033.1-2008 | Kg/m³ | 945~955 | 947 |
熔体流动速率 | GB/T3682.1-2018 | g/10min | 0.3~0.8 | 0.7 |
氧化诱导时间 | GB/T19466.6 | Min | ≥40 | ≥40 |
拉伸屈服应力 | GB/T1040.2 | MPa | ≥18.0 | 25±2 |
灰分 | GB/T9345.1 | % | ≤0.1 | 0.06 |
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,其特征在于,按照重量份数计,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道包括乙烯35-65份,己烯30-60份,催化剂2份,其中,乙烯与己烯的比例为(0.8~2):1。
2.根据权利要求1所述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,其特征在于,所述催化剂为粉状,包括铬、锌或茂金属中的单一成分,或以任意比例混合的其中二者混合物,或以任意比例混合的三者混合物。
3.一种PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法,其特征在于,所述PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道为耐热聚乙烯PE-RT材料制成,包括以下步骤:步骤1、混色烘干;将一定配比的己烯、乙烯和催化剂加热混合后,在95℃进行预结晶,得到PE-RT材料;步骤2、螺杆挤出;将上述步骤中得到的PE-RT材料放入螺杆挤出机,进行挤出,其中,螺杆温度为210~225℃,螺杆参数为1:33,模具温度为215~225℃;步骤3、真空定径;利用真空冷却定型机对挤出管材进行定型,其中,真空箱水温为30~35℃;步骤4、冷却成型;对上述步骤所的管材进行冷却,其中,冷却水温为30±5℃,管材离开冷却水后下线温度不超过30℃。
4.根据权利要求1所述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,预结晶时间不少于1.5h。
5.根据权利要求1所述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,螺杆混炼段温度为220±5℃,混炼段螺杆牙深为0.25D,D为螺杆直径。
6.根据权利要求3所述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,模具镀铬层深度不小于0.06mm,表面粗糙度不高于Ra0.4μm。
7.一种PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,其特征在于,包括:内层承压管道,所述内层承压管道为权利要求1-2任一所述的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道,或权利要求3-6任一所述的制备方法制得的PE-RT Ⅱ型聚乙烯管道;中层发泡保温层,所述中层发泡保温层为PE+EVA闭孔发泡材料,和/或聚氨酯PU发泡材料;外层保护套,所述外层保护套为高密度聚乙烯(HDPE)单壁波纹管,或HDPE结皮层,或PVC-U护套。
8.根据权利要求7所述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,其特征在于,所述热力管道内部设置有两个或三个并行的内层承压管道,所述内层承压管道与所述外层保护套之间填充PE+EVA闭孔发泡材料,和/或聚氨酯PU发泡材料。
9.根据权利要求7所述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,其特征在于,所述中间发泡保温层的导热系数不低于0.032W/m·K。
10.根据权利要求7所述PE-RT Ⅱ型耐热聚乙烯热力管道,其特征在于,所述外层保护套的导热系数不低于0.42W/m·K。
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- 2022-09-19 CN CN202211138880.XA patent/CN115451208A/zh active Pending
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