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CN103756092A - 薄壁耐高压pe软管及其制备方法 - Google Patents

薄壁耐高压pe软管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供薄壁耐高压PE软管及其制备方法,是由包括下述重量百分比的组分制备而得到的:35~45%的高密度聚乙烯;10~22%的低密度聚乙烯;20~30%的线性低密度聚乙烯;6~20%的改性氧化铝;0.5~4%的含氟聚合物助剂PPA功能母料。本发明通过在配方中添加改性氧化铝以提高PE软管的热导率,从而提高了PE软管的耐候性,改性氧化铝的添加同时提高了材料的拉伸强度,从而在保证产品各项性能指标合格的前提下实现了PE软管壁厚降低的目的。

Description

薄壁耐高压PE软管及其制备方法
技术领域
本发明属于聚乙烯(PE)软管制造技术领域,尤其涉及薄壁耐高压PE软管及其制备方法。
背景技术
我国正在推广使用的节水灌溉技术有数十余种之多,主要有管灌、喷灌、滴灌、微喷灌、渗灌和地下灌溉等。在以上几种高效灌溉方式如滴灌、管灌等节水灌溉中均需使用大量的农用PE输水软管。
但是,目前国内外生产农用PE输水软管的技术与工艺,大都是沿用普通挤塑工艺,且用单一型号聚乙烯原料生产,存在着耐候性较差、强度低、壁厚较厚以及米重高等问题。
因此,研究开发出薄壁高耐压PE软管及生产工艺,对推动我国农业节水灌溉技术的快速发展提供强力技术支持,对推动我国农业节水灌溉技术研究及产品的产业化开发,尤其针对西北干旱地区遏制生态环境恶化有效利用水资源,实现经济和社会的可持续发展,具有极为深远的现实意义。
发明内容
本发明的第一个发明目的在于提供薄壁耐高压PE软管,通过在配方中加入改性氧化铝来改变PE软管的性能。
为了实现上述目的,采用如下的技术方案,薄壁耐高压PE软管,是由包括下述重量百分比的组分制备而成的:
(1)35~45%的高密度聚乙烯;
(2)10~22%的低密度聚乙烯;
(3)20~30%的线性低密度聚乙烯;
(4)6~20%的改性氧化铝;
(5)0.5~4%的含氟聚合物助剂PPA功能母料。
优选地,薄壁耐高压PE软管,是由包括下述重量百分比的组分制备而得到的:
(1)40~42%的高密度聚乙烯;
(2)15~17%的低密度聚乙烯;
(3)24~26%的线性低密度聚乙烯;
(4)11~13%的改性氧化铝;
(5)1~3%的含氟聚合物助剂PPA功能母料。
优选地,所述改性氧化铝的目数为600-1500目。
优选地,所述组分还包括调节颜色的重量百分比为2~5%的聚乙烯黑色母料。
本发明的第二个发明目的在于提供薄壁耐高压PE软管的制备方法,以生产出第一个发明目的提供的产品。
为了实现上述发明目的,采用如下的技术方案,薄壁耐高压PE软管的制备方法,包括如下步骤:
(1)按所述薄壁耐高压PE软管的各组分配比进行称重;
(2)将称量好的各组分高速混合均匀,得到混合料;
(3)将所述混合料依次经塑料造粒机造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、挤出机挤出管胚、真空冷却、成型导轮、吹塑定径、冷却、牵引、收卷切割后,得到成品。
优选地,步骤(3)中所述塑料造粒机造粒的温度为180-230℃,料斗烘干的温度为90℃。
本发明具有的优点和积极效果是:
1、本发明通过在配方中添加改性氧化铝以提高PE软管的热导率,从而提高PE软管的耐候性,改性氧化铝的添加同时提高了材料的拉伸强度,从而在保证产品各项性能指标合格的前提下实现了PE软管壁厚降低的目的。
2、本发明通过加入含氟聚合物助剂PPA功能母料,更好的改善了物料的流变性、加工性能等,很好的提高了产品的外观质量。
3、本发明利用将聚合物挤出生产工艺与高分子材料双轴拉伸取向生产工艺技术相结合的生产工艺,对PE材料通过双轴取向生产工艺使其力学性质、光学性质、导热性等方面发生了显著的变化,因此该生产工艺不仅提高了产品拉伸屈服强度、耐静液压强度,同时更好的改善了其耐候性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
一、材料来源:
高密度聚乙烯,低密度聚乙烯,线性低密度聚乙烯均购于中国石油化工集团公司。其中,线性低密度聚乙烯为乙烯和少量的1-丁烯为共聚单体在催化剂作用下聚合而成的一种共聚物。
改性氧化铝购于郑州市雪山工贸有限公司。
含氟聚合物助剂PPA功能母料购于江苏联塑高分子材料有限公司,PPA是以含氟聚合物为基础的一系列聚合物加工助剂,该产品主要是由二氟乙烯(VDF)与六氟丙烯(HFP)发生共聚反应制得。PPA可用来改善低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯及其它树脂的加工性,不会对基体树脂的物理机械性能产生影响,主要用于吹膜,管材挤出,吹塑等技术领域。
聚乙烯黑色母料购于苏州市金衣塑胶材料厂。
二、设备:
造粒模具:张家港市永新塑机有限公司;
塑料造粒机:张家港市永新塑机有限公司;
注塑机:宁波海天塑机集团有限公司;
烘干机:张家港市万塑机械有限公司。
实施例1
薄壁耐高压PE软管,由下述重量百分比的组分制备而得:37%的高密度聚乙烯、20%的低密度聚乙烯、29%的线性低密度聚乙烯、8%的改性氧化铝、3%的含氟聚合物助剂PPA功能母料和3%的聚乙烯黑色母料。
其中,改性氧化铝的粒径为800目。
选用改性氧化铝的原因在于,氧化铝是将铝矾土原料经过化学处理,除去硅、铁、钛等的氧化物而制得,是纯度很高的氧化铝原料,Al?O?含量一般在99%以上,但未改性的氧化铝与高分子材料物化性能有着巨大差异,易导致复合过程中不同组分间润湿性较差,复合质量不高。改性氧化铝是通过表面化学改性的方法得到的,通过表面改性剂与氧化铝粉体表面进行化学反应或化学吸附方式完成,常用的表面改性剂有偶联剂、高级脂肪酸及其盐、不饱和有机酸和有机硅等,改性后的氧化铝成为功能性无机填料,将其共混于有机聚合物基体中,对提高氧化铝与高分子复合材料的性能有很大贡献。
实现所述薄壁耐高压PE软管的制备方法,包括以下步骤:
(1)按所述薄壁耐高压PE软管的各组分配比进行称重;
(2)将称量好的各组分高速混合均匀,得到混合料;
(3)将所述混合料依次经塑料造粒机造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、挤出机挤出管胚、真空冷却、成型导轮、吹塑定径、冷却、牵引、收卷切割后,即得成品。
其中,步骤(3)中所述塑料造粒机造粒的温度为180-230℃;料斗烘干的温度为90℃;挤出机及机头生产温度共分为五段,分别为:
料筒第一段的温度为180°,料筒第二段的温度为200°,料筒第三段的温度为210°,机头第一段的温度为225°,机头第二段的温度为230°。
此外,本发明采用的是聚合物挤出生产工艺与高分子材料双轴拉伸取向生产工艺技术相结合的生产工艺,其中,双轴拉伸取向生产工艺为:管材由挤出机挤出管坯后,经真空定径套和冷却喷淋箱冷却定型,经牵引装置进入加热区,加热至玻璃化温度以上,强行塞入扩展芯模;管材经扩展芯模圆锥体段后被径向拉伸,同时由于牵引机的强力牵引而被轴向拉伸,后经扩展芯模圆锥体连续的平直圆柱体冷却定型。采用此工艺使得PE管的力学性质、光学性质、导热性等方面发生了显著的变化,不仅提高了产品的拉伸屈服强度、耐静液压强度,同时更好的改善了其耐候性。
实施例2
薄壁耐高压PE软管,由下述重量百分比的组分制备而得:41%的高密度聚乙烯、16%的低密度聚乙烯、25%的线性低密度聚乙烯、粒径为1000目的12%的改性氧化铝、2%的含氟聚合物助剂PPA功能母料和4%的聚乙烯黑色母料。
实现所述薄壁耐高压PE软管的制备方法同实施例1。
实施例3
薄壁耐高压PE软管,由下述重量百分比的组分制备而得:43%的高密度聚乙烯、12%的低密度聚乙烯、21%的线性低密度聚乙烯、粒径为1300目的18%的改性氧化铝、1%的含氟聚合物助剂PPA功能母料和5%的聚乙烯黑色母料。
实现所述薄壁耐高压PE软管的制备方法同实施例1。
实施例4
薄壁耐高压PE软管,由下述重量百分比的组分制备而得:41%的高密度聚乙烯、16%的低密度聚乙烯、26%的线性低密度聚乙烯、粒径为600目的15%的改性氧化铝、2%的含氟聚合物助剂PPA功能母料。
实现所述薄壁耐高压PE软管的制备方法同实施例1。
采用此种方法制备得到的PE软管的性能参数与不添加改性氧化铝的PE软管的性能参数如下表所示。
需要说明的是,以下测试依照的标准为给水用聚乙烯(PE)管材GB/T13663-2000。
不添加改性氧化铝的PE软管样品与其他实施例样品的制备方法一样,是由重量百分比为44%的高密度聚乙烯,20%的低密度聚乙烯,29%的线性低密度聚乙烯,3%的含氟聚合物助剂PPA功能母料和4%的聚乙烯黑色母料制备得到的。
Figure BDA0000452592490000051
从上表可以看出,在配方中添加改性氧化铝提高了PE软管的热导率,同时提高了材料的拉伸强度,从而在保证产品各项性能指标合格的前提下实现了PE软管壁厚降低的目的。

Claims (7)

1.薄壁耐高压PE软管,其特征在于:是由包括下述重量百分比的组分制备而得到的:
(1)35~45%的高密度聚乙烯;
(2)10~22%的低密度聚乙烯;
(3)20~30%的线性低密度聚乙烯;
(4)6~20%的改性氧化铝;
(5)0.5~4%的含氟聚合物助剂PPA功能母料。
2.根据权利要求1所述的薄壁耐高压PE软管,其特征在于:是由包括下述重量百分比的组分制备而得到的:
(1)40~42%的高密度聚乙烯;
(2)15~17%的低密度聚乙烯;
(3)24~26%的线性低密度聚乙烯;
(4)11~13%的改性氧化铝;
(5)1~3%的含氟聚合物助剂PPA功能母料。
3.根据权利要求1所述的薄壁耐高压PE软管,其特征在于:所述组分还包括调节颜色的重量百分比为2~5%的聚乙烯黑色母料。
4.根据权利要求2所述的薄壁耐高压PE软管,其特征在于:所述组分还包括调节颜色的重量百分比为2~5%的聚乙烯黑色母料。
5.根据权利要求1-4任一所述的薄壁耐高压PE软管,其特征在于:所述改性氧化铝的目数为600-1500目。
6.如权利要求1-4任一所述的薄壁耐高压PE软管的制备方法,包括以下步骤:
(1)按所述薄壁耐高压PE软管的各组分配比进行称重;
(2)将称量好的各组分混合均匀,得到混合料;
(3)将所述混合料依次经塑料造粒机造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、挤出机挤出管胚、真空冷却、成型导轮、吹塑定径、冷却、牵引、收卷切割后,即得成品。
7.根据权利要求6所述的薄壁耐高压PE软管的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述塑料造粒机造粒的温度为180-230℃,所述料斗烘干的温度为90℃。
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