一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料管道領(lǐng)域，具體是指一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料管道由于其優(yōu)異的性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域如工程給排水、能源采暖系統(tǒng)、燃?xì)夤艿老到y(tǒng)等，但是隨著社會(huì)的進(jìn)步及國(guó)民生活水平的提高，對(duì)管道的性能特別是綜合性能的要求日益提高。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于聚乙烯原料的結(jié)晶速度，晶體不均勻等問(wèn)題造成加工中管材壁厚不均和力學(xué)性能差等缺陷，怎么樣保證聚乙烯在加工成為管道后還保持原料原有的力學(xué)性能，是擺在塑料加工行業(yè)面前的一道難題。
[0003]在管道制備原料中添加成核劑，使產(chǎn)品力學(xué)性能得到提升是一種解決方案，目前成核劑種類繁多，主要包括無(wú)機(jī)類成核劑和有機(jī)類成核劑。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00610118073.6的專利公開(kāi)了一種β晶型成核劑，其成核效果良好，取得較好的效果，但其成本卻較高。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01310376134.9和201010164416.9的專利分別公開(kāi)了在塑料制品中添加酞青藍(lán)能增加塑料制品的品質(zhì)，但其沒(méi)有突顯出酞青藍(lán)作為成核劑的功效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決PE管材的生產(chǎn)過(guò)程中由于聚乙烯原料的結(jié)晶速度，晶體不均勻等問(wèn)題造成加工中管材壁厚不均和力學(xué)性能差等缺陷。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案如下:
一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其步驟包括:
(1)將成核劑進(jìn)行表面處理:其工藝是將成核劑進(jìn)行研磨過(guò)篩1800~2000目，再進(jìn)行表面潤(rùn)濕2~4分鐘；
(2)將步驟(I)中所述的10-30重量份數(shù)的經(jīng)過(guò)表面處理的成核劑粉料，加入到100重量份數(shù)的聚乙烯樹(shù)脂中，混合并經(jīng)0.05-0.5重量份數(shù)的分散劑分散后再擠出造粒制得改性聚乙烯共混母粒；
(3)將步驟(2)中所述的0.1-1重量份數(shù)的改性聚乙烯共混母粒同100重量份數(shù)的聚乙烯樹(shù)脂攪拌均勻后，擠出成型制得用成核劑改性的聚乙烯管材。
[0008]所述成核劑分為無(wú)機(jī)類成核劑和有機(jī)類成核劑，其中無(wú)機(jī)類成核劑主要有滑石粉、氧化鈣、炭黑、碳酸鈣、云母、無(wú)機(jī)顏料、高嶺土及催化劑殘?jiān)?；有機(jī)類成核劑主要有羧酸金屬鹽類、磷酸金屬鹽類、山梨醇芐叉衍生物、高熔點(diǎn)聚合物型成核劑、β晶型成核劑；優(yōu)選的，所述成核劑為有機(jī)顏料酞青藍(lán)。
[0009]所述分散劑為石蠟、聚乙烯蠟或脂肪酸類分散劑；優(yōu)選的，所述分散劑為聚乙烯蠟。
[0010]所述步驟(2)中的混合是利用Z形捏合機(jī)、高速混合機(jī)、開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)混合20?30min。
[0011]所述步驟(2)中的擠出造粒是利用單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或行星螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，擠出溫度在170~210°C。
[0012]所述步驟(3)中擠出聚乙烯管材采用本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行擠出。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明充分利用聚乙烯管材產(chǎn)業(yè)上現(xiàn)有的設(shè)備，只需在配方上利用少量改性的成核劑粒料即可在加工過(guò)程中加快了管材結(jié)晶速度，使得管材中晶體更加細(xì)小均勻，相對(duì)于未添加成核劑的聚乙烯管材，拉伸強(qiáng)度提高了 20%以上，斷裂伸長(zhǎng)率提高了 40%以上；另外該改性原料還能解決管材加工過(guò)程中更易成型，壁厚更加均勻。
【具體實(shí)施方式】
[0014]一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其中本本發(fā)明中各實(shí)施例的測(cè)量方法按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T8804.3-2003進(jìn)行測(cè)量。
[0015]實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例提供一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法:
首先，稱取酞青藍(lán)(巴斯夫K7090) Ikg進(jìn)行研磨，研磨至過(guò)1800目篩，然后用水進(jìn)行浸泡2分鐘,浙干備用。
[0016]將上述經(jīng)過(guò)表面處理的酞青藍(lán)加入到1kg的聚乙烯樹(shù)脂中，攪拌混合，再往其中加入分散劑聚乙烯蠟0.005Kg，混合后再擠出造粒，得到改性聚乙烯共混母粒。
[0017]將稱取上述改性聚乙烯共混母粒0.1kg與100kgPN049聚乙烯樹(shù)脂中，通過(guò)高速混合機(jī)進(jìn)行充分混合攪拌20min，采用單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，單螺桿擠出的四個(gè)的區(qū)的溫度分別為:一區(qū)180~190°C，二區(qū)180~190°C，三區(qū)為190~200，四區(qū)為180~190°C，擠出得到成核劑改性的聚乙烯管材。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例所得聚乙烯管材的拉伸強(qiáng)度為29.6MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為691 %。
[0019]實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例提供一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法:
首先，稱取酞青藍(lán)(巴斯夫K7090) 1.5kg進(jìn)行研磨,研磨至過(guò)2000目篩,然后用水進(jìn)行浸泡3分鐘，浙干備用。
[0020]將上述經(jīng)過(guò)表面處理的酞青藍(lán)加入到1kg的聚乙烯樹(shù)脂中，攪拌混合，再往其中加入分散劑聚乙烯蠟0.025Kg，混合后再擠出造粒，得到改性聚乙烯共混母粒。
[0021 ] 將稱取上述改性聚乙烯共混母粒0.5kg與100kgPN049聚乙烯樹(shù)脂中，通過(guò)高速混合機(jī)進(jìn)行充分混合攪拌25min，采用單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，單螺桿擠出的四個(gè)的區(qū)的溫度分別為:一區(qū)180~190°C，二區(qū)180~190°C，三區(qū)為190~200，四區(qū)為180~190°C，擠出得到成核劑改性的聚乙烯管材。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例所得聚乙烯管材的拉伸強(qiáng)度為31.2MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為783%。
[0023]實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例提供一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法:
首先，稱取酞青藍(lán)(巴斯夫K7090) 3kg進(jìn)行研磨，研磨至2000目篩，然后用水進(jìn)行浸泡4分鐘，浙干備用。
[0024]將上述經(jīng)過(guò)表面處理的酞青藍(lán)加入到1kg的聚乙烯樹(shù)脂中，攪拌混合，再往其中加入分散劑聚乙烯蠟0.05Kg，混合后再擠出造粒，得到改性聚乙烯共混母粒。
[0025]將稱取上述改性聚乙烯共混母粒Ikg與100kgPN049聚乙烯樹(shù)脂中通過(guò)高速混合機(jī)進(jìn)行充分混合攪拌30min，采用單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，單螺桿擠出的四個(gè)的區(qū)的溫度分別為:一區(qū)180~190°C，二區(qū)180~190°C，三區(qū)為190~200，四區(qū)為180~190°C，擠出得到成核劑改性的聚乙烯管材。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例所得聚乙烯管材的拉伸強(qiáng)度為30.1MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為708 %。
[0027]實(shí)施例4
直接使用PN049聚乙烯原料采用單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，單螺桿擠出的四個(gè)的區(qū)的溫度分別為:一區(qū)180~190°C，二區(qū)180~190°C，三區(qū)為190~200，四區(qū)為180~190°C，擠出得到未添加成核劑改性的聚乙烯管材，作為對(duì)照組，本實(shí)施例中所得聚乙烯管材的拉伸強(qiáng)度為24.5MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為486%。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此而限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效改造，或直接或間接運(yùn)用本發(fā)明以外的其他相關(guān)領(lǐng)域，均可視為在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其特征在于:所述工藝包括如下步驟: (1)將成核劑進(jìn)行表面處理:其工藝是將成核劑進(jìn)行研磨過(guò)篩1800~2000目，再進(jìn)行表面潤(rùn)濕2~4min ； (2)將步驟(I)中所述的10-30重量份數(shù)的經(jīng)過(guò)表面處理的成核劑粉料，加入到100重量份數(shù)的聚乙烯樹(shù)脂中，混合并經(jīng)0.05-0.5重量份數(shù)的分散劑分散后再擠出造粒制得改性聚乙烯共混母粒； 將步驟(2)中所述的0.1-1重量份數(shù)的改性聚乙烯共混母粒同100重量份數(shù)的聚乙烯樹(shù)脂攪拌均勻后，擠出成型制得用成核劑改性的聚乙烯管材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其特征在于:所述成核劑分為無(wú)機(jī)類成核劑和有機(jī)類成核劑，其中無(wú)機(jī)類成核劑主要有滑石粉、氧化鈣、炭黑、碳酸鈣、云母、無(wú)機(jī)顏料、高嶺土及催化劑殘?jiān)?；有機(jī)類成核劑主要有羧酸金屬鹽類、磷酸金屬鹽類、山梨醇芐叉衍生物、高熔點(diǎn)聚合物型成核劑、β晶型成核劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其特征在于所述成核劑為有機(jī)顏料酞青藍(lán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其特征在于:所述分散劑為石蠟、聚乙烯蠟或脂肪酸類分散劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法:其特征在于:所述分散劑為聚乙烯蠟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其特征在于:所述成核劑經(jīng)表面處理后可以按比例直接加入到聚乙烯樹(shù)脂中進(jìn)行混合，經(jīng)分散劑分散后擠出成型直接得到成核劑改性的聚乙烯管材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的混合是利用Z形捏合機(jī)、高速混合機(jī)、開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)混合20~30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用成核劑改性的聚乙烯管材的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的擠出造粒是利用單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或行星螺桿擠出機(jī)在170~210°C進(jìn)行擠出。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用成核劑改性的聚乙烯管材制備方法，其成核劑為有機(jī)顏料酞青藍(lán)，其工藝是首先將酞青藍(lán)進(jìn)行研磨并潤(rùn)濕，再將其與10-30份重量的聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行混合并用PE蠟進(jìn)行分散，擠出造粒后得到改性聚乙烯母粒，再將0.1-1重量份的改性聚乙烯母粒與100kg聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行混合，擠出成型得成核劑改性的聚乙烯管材，本發(fā)明所得的產(chǎn)品與相對(duì)于未添加聚乙烯管材，拉伸強(qiáng)度提高了20%以上，斷裂伸長(zhǎng)率提高了40%以上；另外該改性原料還能解決管材加工過(guò)程中更易成型，壁厚更加均勻。
【IPC分類】C08K9-00, C08L23-06, C08J3-22
【公開(kāi)號(hào)】CN104650440
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510062810
【發(fā)明人】陳厚忠
【申請(qǐng)人】湖北金牛管業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日