薄壁耐高壓pe軟管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供薄壁耐高壓PE軟管及其制備方法，是由包括下述重量百分比的組分制備而得到的：35～45%的高密度聚乙烯；10～22%的低密度聚乙烯；20～30%的線性低密度聚乙烯；6～20%的改性氧化鋁；0.5～4%的含氟聚合物助劑PPA功能母料。本發(fā)明通過在配方中添加改性氧化鋁以提高PE軟管的熱導(dǎo)率，從而提高了PE軟管的耐候性，改性氧化鋁的添加同時(shí)提高了材料的拉伸強(qiáng)度，從而在保證產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)合格的前提下實(shí)現(xiàn)了PE軟管壁厚降低的目的。
【專利說明】薄壁耐高壓PE軟管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚乙烯(PE)軟管制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及薄壁耐高壓PE軟管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國正在推廣使用的節(jié)水灌溉技術(shù)有數(shù)十余種之多，主要有管灌、噴灌、滴灌、微噴灌、滲灌和地下灌溉等。在以上幾種高效灌溉方式如滴灌、管灌等節(jié)水灌溉中均需使用大量的農(nóng)用PE輸水軟管。
[0003]但是，目前國內(nèi)外生產(chǎn)農(nóng)用PE輸水軟管的技術(shù)與工藝，大都是沿用普通擠塑工藝，且用單一型號(hào)聚乙烯原料生產(chǎn)，存在著耐候性較差、強(qiáng)度低、壁厚較厚以及米重高等問題。
[0004]因此，研究開發(fā)出薄壁高耐壓PE軟管及生產(chǎn)工藝，對(duì)推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的快速發(fā)展提供強(qiáng)力技術(shù)支持，對(duì)推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)研究及產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，尤其針對(duì)西北干旱地區(qū)遏制生態(tài)環(huán)境惡化有效利用水資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，具有極為深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一個(gè)發(fā)明目的在于提供薄壁耐高壓PE軟管，通過在配方中加入改性氧化鋁來改變PE軟管的性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下的技術(shù)方案，薄壁耐高壓PE軟管，是由包括下述重量百分比的組分制備而成的:
[0007](I) 35~45%的高密度聚乙烯；
[0008](2) 10~22%的低密度聚乙烯；
[0009](3) 20~30%的線性低密度聚乙烯；
[0010](4 ) 6~20%的改性氧化鋁；
[0011](5) 0.5~4%的含氟聚合物助劑PPA功能母料。
[0012]優(yōu)選地，薄壁耐高壓PE軟管，是由包括下述重量百分比的組分制備而得到的:
[0013](I) 40~42%的高密度聚乙烯；
[0014](2) 15~17%的低密度聚乙烯；
[0015](3) 24~26%的線性低密度聚乙烯；
[0016](4 ) 11~13%的改性氧化鋁；
[0017](5) I~3%的含氟聚合物助劑PPA功能母料。
[0018]優(yōu)選地，所述改性氧化鋁的目數(shù)為600-1500目。
[0019]優(yōu)選地，所述組分還包括調(diào)節(jié)顏色的重量百分比為2~5%的聚乙烯黑色母料。
[0020]本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的在于提供薄壁耐高壓PE軟管的制備方法，以生產(chǎn)出第一個(gè)發(fā)明目的提供的產(chǎn)品。[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用如下的技術(shù)方案，薄壁耐高壓PE軟管的制備方法，包括如下步驟:
[0022](I)按所述薄壁耐高壓PE軟管的各組分配比進(jìn)行稱重；
[0023](2)將稱量好的各組分高速混合均勻，得到混合料；
[0024](3)將所述混合料依次經(jīng)塑料造粒機(jī)造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、擠出機(jī)擠出管胚、真空冷卻、成型導(dǎo)輪、吹塑定徑、冷卻、牽引、收卷切割后，得到成品。
[0025]優(yōu)選地，步驟(3)中所述塑料造粒機(jī)造粒的溫度為180_230°C，料斗烘干的溫度為90。。。 [0026]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0027]1、本發(fā)明通過在配方中添加改性氧化鋁以提高PE軟管的熱導(dǎo)率，從而提高PE軟管的耐候性，改性氧化鋁的添加同時(shí)提高了材料的拉伸強(qiáng)度，從而在保證產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)合格的前提下實(shí)現(xiàn)了 PE軟管壁厚降低的目的。
[0028]2、本發(fā)明通過加入含氟聚合物助劑PPA功能母料，更好的改善了物料的流變性、加工性能等，很好的提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。
[0029]3、本發(fā)明利用將聚合物擠出生產(chǎn)工藝與高分子材料雙軸拉伸取向生產(chǎn)工藝技術(shù)相結(jié)合的生產(chǎn)工藝，對(duì)PE材料通過雙軸取向生產(chǎn)工藝使其力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)熱性等方面發(fā)生了顯著的變化，因此該生產(chǎn)工藝不僅提高了產(chǎn)品拉伸屈服強(qiáng)度、耐靜液壓強(qiáng)度，同時(shí)更好的改善了其耐候性。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0031]一、材料來源:
[0032]高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，線性低密度聚乙烯均購于中國石油化工集團(tuán)公司。其中，線性低密度聚乙烯為乙烯和少量的1-丁烯為共聚單體在催化劑作用下聚合而成的一種共聚物。
[0033]改性氧化鋁購于鄭州市雪山工貿(mào)有限公司。
[0034]含氟聚合物助劑PPA功能母料購于江蘇聯(lián)塑高分子材料有限公司，PPA是以含氟聚合物為基礎(chǔ)的一系列聚合物加工助劑，該產(chǎn)品主要是由二氟乙烯(VDF)與六氟丙烯(HFP)發(fā)生共聚反應(yīng)制得。PPA可用來改善低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯及其它樹脂的加工性，不會(huì)對(duì)基體樹脂的物理機(jī)械性能產(chǎn)生影響，主要用于吹膜，管材擠出，吹塑等【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0035]聚乙烯黑色母料購于蘇州市金衣塑膠材料廠。
[0036]二、設(shè)備:
[0037]造粒模具:張家港市永新塑機(jī)有限公司；
[0038]塑料造粒機(jī):張家港市永新塑機(jī)有限公司；
[0039]注塑機(jī):寧波海天塑機(jī)集團(tuán)有限公司；
[0040]烘干機(jī):張家港市萬塑機(jī)械有限公司。
[0041]實(shí)施例1
[0042]薄壁耐高壓PE軟管，由下述重量百分比的組分制備而得:37%的高密度聚乙烯、20%的低密度聚乙烯、29%的線性低密度聚乙烯、8%的改性氧化鋁、3%的含氟聚合物助劑PPA功能母料和3%的聚乙烯黑色母料。
[0043]其中，改性氧化鋁的粒徑為800目。
[0044]選用改性氧化鋁的原因在于，氧化鋁是將鋁礬土原料經(jīng)過化學(xué)處理，除去硅、鐵、鈦等的氧化物而制得，是純度很高的氧化鋁原料，A1?0?含量一般在99%以上，但未改性的氧化鋁與高分子材料物化性能有著巨大差異，易導(dǎo)致復(fù)合過程中不同組分間潤濕性較差，復(fù)合質(zhì)量不高。改性氧化鋁是通過表面化學(xué)改性的方法得到的，通過表面改性劑與氧化鋁粉體表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附方式完成，常用的表面改性劑有偶聯(lián)劑、高級(jí)脂肪酸及其鹽、不飽和有機(jī)酸和有機(jī)硅等，改性后的氧化鋁成為功能性無機(jī)填料，將其共混于有機(jī)聚合物基體中，對(duì)提聞氧化招與聞分子復(fù)合材料的性能有很大貢獻(xiàn)。
[0045]實(shí)現(xiàn)所述薄壁耐高壓PE軟管的制備方法，包括以下步驟:
[0046](1)按所述薄壁耐高壓PE軟管的各組分配比進(jìn)行稱重；
[0047](2)將稱量好的各組分高速混合均勻，得到混合料；
[0048](3)將所述混合料依次經(jīng)塑料造粒機(jī)造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、擠出機(jī)擠出管胚、真空冷卻、成型導(dǎo)輪、吹塑定徑、冷卻、牽引、收卷切割后，即得成品。
[0049]其中，步驟(3)中所述塑料造粒機(jī)造粒的溫度為180-230°C ;料斗烘干的溫度為900C ;擠出機(jī)及機(jī)頭生產(chǎn)溫度共分為五段，分別為:
[0050]料筒第一段的溫度為180°，料筒第二段的溫度為200°，料筒第三段的溫度為210°，機(jī)頭第一段的溫度為225°，機(jī)頭第二段的溫度為230°。
[0051 ] 此外，本發(fā)明采用的是聚合物擠出生產(chǎn)工藝與高分子材料雙軸拉伸取向生產(chǎn)工藝技術(shù)相結(jié)合的生產(chǎn)工藝，其中，雙軸拉伸取向生產(chǎn)工藝為:管材由擠出機(jī)擠出管坯后，經(jīng)真空定徑套和冷卻噴淋箱冷卻定型，經(jīng)牽引裝置進(jìn)入加熱區(qū)，加熱至玻璃化溫度以上，強(qiáng)行塞入擴(kuò)展芯模；管材經(jīng)擴(kuò)展芯模圓錐體段后被徑向拉伸，同時(shí)由于牽引機(jī)的強(qiáng)力牽引而被軸向拉伸，后經(jīng)擴(kuò)展芯模圓錐體連續(xù)的平直圓柱體冷卻定型。采用此工藝使得PE管的力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)熱性等方面發(fā)生了顯著的變化，不僅提高了產(chǎn)品的拉伸屈服強(qiáng)度、耐靜液壓強(qiáng)度，同時(shí)更好的改善了其耐候性。
[0052]實(shí)施例2
[0053]薄壁耐高壓PE軟管，由下述重量百分比的組分制備而得:41%的高密度聚乙烯、16%的低密度聚乙烯、25%的線性低密度聚乙烯、粒徑為1000目的12%的改性氧化鋁、2%的含氟聚合物助劑PPA功能母料和4%的聚乙烯黑色母料。
[0054]實(shí)現(xiàn)所述薄壁耐高壓PE軟管的制備方法同實(shí)施例1。
[0055]實(shí)施例3
[0056]薄壁耐高壓PE軟管，由下述重量百分比的組分制備而得:43%的高密度聚乙烯、12%的低密度聚乙烯、21%的線性低密度聚乙烯、粒徑為1300目的18%的改性氧化鋁、1%的含氟聚合物助劑PPA功能母料和5%的聚乙烯黑色母料。
[0057]實(shí)現(xiàn)所述薄壁耐高壓PE軟管的制備方法同實(shí)施例1。
[0058]實(shí)施例4
[0059]薄壁耐高壓PE軟管，由下述重量百分比的組分制備而得:41%的高密度聚乙烯、16%的低密度聚乙烯、26%的線性低密度聚乙烯、粒徑為600目的15%的改性氧化鋁、2%的含氟聚合物助劑PPA功能母料。
[0060]實(shí)現(xiàn)所述薄壁耐高壓PE軟管的制備方法同實(shí)施例1。
[0061]采用此種方法制備得到的PE軟管的性能參數(shù)與不添加改性氧化鋁的PE軟管的性能參數(shù)如下表所示。
[0062]需要說明的是，以下測試依照的標(biāo)準(zhǔn)為給水用聚乙烯(PE)管材GB/T13663-2000。
[0063]不添加改性氧化鋁的PE軟管樣品與其他實(shí)施例樣品的制備方法一樣，是由重量百分比為44%的高密度聚乙烯，20%的低密度聚乙烯，29%的線性低密度聚乙烯，3%的含氟聚合物助劑PPA功能母料和4%的聚乙烯黑色母料制備得到的。
[0064]
【權(quán)利要求】
1.薄壁耐高壓PE軟管，其特征在于:是由包括下述重量百分比的組分制備而得到的: (1)35~45%的高密度聚乙烯； (2)10~22%的低密度聚乙烯； (3)20~30%的線性低密度聚乙烯； (4)6~20%的改性氧化鋁； (5)0.5~4%的含氟聚合物助劑PPA功能母料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁耐高壓PE軟管，其特征在于:是由包括下述重量百分比的組分制備而得到的: (1)40~42%的高密度聚乙烯； (2)15~17%的低密度聚乙烯； (3)24~26%的線性低密度聚乙烯； (4)11~13%的改性氧化鋁； (5)I~3%的含氟聚合物助劑PPA功能母料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁耐高壓PE軟管，其特征在于:所述組分還包括調(diào)節(jié)顏色的重量百分比為2~5%的聚乙烯黑色母料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的 薄壁耐高壓PE軟管，其特征在于:所述組分還包括調(diào)節(jié)顏色的重量百分比為2~5%的聚乙烯黑色母料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的薄壁耐高壓PE軟管，其特征在于:所述改性氧化鋁的目數(shù)為600-1500目。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述的薄壁耐高壓PE軟管的制備方法，包括以下步驟: (O按所述薄壁耐高壓PE軟管的各組分配比進(jìn)行稱重； (2)將稱量好的各組分混合均勻，得到混合料； (3)將所述混合料依次經(jīng)塑料造粒機(jī)造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、擠出機(jī)擠出管胚、真空冷卻、成型導(dǎo)輪、吹塑定徑、冷卻、牽引、收卷切割后，即得成品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄壁耐高壓PE軟管的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述塑料造粒機(jī)造粒的溫度為180-230°C，所述料斗烘干的溫度為90°C。
【文檔編號(hào)】B29D23/00GK103756092SQ201410008449
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】戰(zhàn)國隆, 潘鈺, 保功輝, 馮厚軍 申請(qǐng)人:大禹節(jié)水（天津）有限公司