一種用于增強(qiáng)hdpe給水管尺寸穩(wěn)定性的組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種組合物，具體涉及一種用于增強(qiáng)HDPE給水管尺寸穩(wěn)定性的組合 物。
【背景技術(shù)】
[0002] HDPE給水管是以專用HDPE為原材料經(jīng)塑料擠出機(jī)一次擠塑成型的給水管，其是 廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)給水網(wǎng)、灌溉引水工程、垃圾處理廠，集污管道工程及農(nóng)業(yè)噴灌工程的塑料 管材。這都?xì)w結(jié)于HDPE給水管的高強(qiáng)度、耐環(huán)境應(yīng)力和耐開裂性能優(yōu)良、抗蠕變性能好等 優(yōu)點(diǎn)，但是其作為聚合物制品，其具有收縮特性，會造成管道的尺寸穩(wěn)定性差。一般情況下， 聚合物制品的收縮過程主要包括成型過程中的冷卻收縮和成型后的自由收縮；后者主要受 到后期停放過程中，聚合物二次結(jié)晶，以及被凍結(jié)取向的分子鏈應(yīng)力松弛的影響。
[0003] 已有的技術(shù)成果，主要關(guān)注于如何降低HDPE聚合物制品的成型收縮，對HDPE制品 的成型后自由收縮的研宄甚少，而且現(xiàn)有技術(shù)中并沒有提供針對成型后自由收縮的防止和 補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)方案。
[0004]另外，傳統(tǒng)的填充改性方法中涉及到的填充劑填充量較高，對聚合物本身的性能 影響較大，使得聚合物性能下降，選擇適合的填充劑及用量也成為改善HDPE給水管性能的 一個重要研宄課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種組合物，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中HDPE給水管尺寸穩(wěn)定 性差的缺點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明進(jìn)一步目的是提供一種如上述所述組合物的制備方法。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種如上述所述組合物的使用方法。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取以下的具體技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0009] 一種用于增強(qiáng)HDPE給水管尺寸穩(wěn)定性的組合物，所述組合物包括以下原料組分 及重量份：
[0010] 聚乙烯樹脂 100份 金屬鹽類成核劑 1-15份 硅烷偶聯(lián)劑 5-15份 增容劑 2-10份 抗氧劑 0 1-1份。
[0011] 優(yōu)選地，所述金屬鹽類成核劑為3?10份。
[0012] 優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為10?15份。
[0013] 優(yōu)選地，所述增容劑為5?10份。
[0014] 優(yōu)選地，所述聚乙烯樹脂為選自高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的一種或兩 種混合。優(yōu)選地，所述聚乙稀樹脂在190°c和2. 16kg下的恪融指數(shù)為0. 2?10. 0g/10min。
[0015] 優(yōu)選地，所述金屬鹽成核劑選自硬脂酸鉀、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、苯甲酸 鈉、對苯酚磺酸鈉、苯酚鈉、磷酸鹽、磷酸酯鹽和環(huán)狀有機(jī)酸鹽中的一種或幾種。
[0016] 優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、 γ -氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。
[0017] 優(yōu)選地，所述增容劑選自EPDM、POE和聚乙烯蠟中的一種或幾種。
[0018] 本發(fā)明中所述EPDM為三元乙丙橡膠，所述POE為聚乙烯辛烯彈性體。
[0019] 優(yōu)選地，所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168或抗氧劑DLTP中 的一種或幾種。
[0020] 本發(fā)明還公開了一種制備如上述所述組合物的方法，包括以下步驟：
[0021] 1)按照各原料組分的重量份，將聚乙烯樹脂、金屬鹽類成核劑、硅烷偶聯(lián)劑、增容 劑和抗氧劑混合；
[0022] 2)加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為180?195°C。
[0023] 本發(fā)明還公開了一種HDPE給水管材料，所述HDPE給水管材料的原料組分包括 如上述所述組合物，以HDPE給水管材料的原料組分的總質(zhì)量計，所述組合物的添加量為 0. 05 ?20wt %。
[0024] 本發(fā)明中公開的HDPE給水管材料的制備方法為采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的方法先將 各原料組分混合，然后擠出造粒。本發(fā)明中上述所述HDPE給水管材料的擠出工藝的主要工 藝參數(shù)為擠出溫度190?230°C，機(jī)頭溫度200°C?225°C ;螺桿轉(zhuǎn)速為200?300轉(zhuǎn)/分； 停留時間1?2分鐘；真空度為0?30MPa。
[0025] 本發(fā)明還公開了一種如上述所述組合物作為HDPE給水管中的改性填料的應(yīng)用。
[0026] 本發(fā)明中所述HDPE給水管材料可以是現(xiàn)有技術(shù)中用于制備HDPE材料。如本發(fā)明 中HDPE材料的商品型號為TR480。
[0027] 本發(fā)明中上述所述熱壓工藝的主要工藝參數(shù)和條件為利用平板硫化機(jī)熱壓成型， 控制溫度為210?240°C，壓力為12?17MPa，厚度為0. 5?3mm，磨具沖擊成型，長度為 80mm，寬度為 10mnin
[0028] 本發(fā)明中公開的用于增強(qiáng)HDPE給水管尺寸穩(wěn)定性的組合物具有以下有益效果：
[0029] 1)聚乙烯屬于不完全結(jié)晶塑料，結(jié)晶速率很慢，加入金屬鹽類成核劑，有助于其在 較高的溫度下迅速完成結(jié)晶、增加了結(jié)晶密度和促進(jìn)晶粒尺寸微細(xì)化，減少了后期存放過 程中由于聚合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化和分子鏈應(yīng)力松弛產(chǎn)生的尺寸收縮，增加了管道的尺寸穩(wěn) 定性。；
[0030] 2)本發(fā)明屬于用于HDPE給水管中的一種改性填料母粒，母粒的基體為聚乙烯 樹脂，事先充分與成核劑相互混合分散，最后促進(jìn)在成型加工中成核劑與管道料的相互作 用；
[0031] 3)硅烷偶聯(lián)劑有助于成核劑在聚乙烯樹脂基體中的均勻分散，同時增強(qiáng)兩者之間 的相互作用，通過加入增容劑有助于母粒產(chǎn)品的加工和使用效果。
[0032] 綜上，本發(fā)明中技術(shù)方案通過各種組分之間相互配合共同作用，獲得的組合物在 用于增強(qiáng)HDPE給水管尺寸穩(wěn)定性方面的效果顯著，加工工藝簡單易于控制，且給水管的其 他性能同樣保持優(yōu)異。
[0033] 本發(fā)明中的組合物克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺陷而具有創(chuàng)造性。
【具體實施方式】
[0034] 以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0035] 實施例1
[0036] 本實施例中所述組合物包括以下重量份的原料組分：
[0037] 聚乙烯樹脂 100 金屬鹽類成核劑 8 石圭燒偶聯(lián)劑 10 增容劑 7 抗氧劑 0.1 〇
[0038] 其中，所述聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯樹脂，在190°C，2. 16kg條件下的熔融指數(shù) 為 0·7g/10min ;
[0039] 所述金屬鹽類成核劑為苯甲酸鈉；所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所 述增容劑為聚乙烯辛烯共彈性體；所述抗氧劑為抗氧劑1