一種高密度聚乙烯和pet合金管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種塑料管道加工領域，尤其涉及一種高密度聚乙烯和PET合金管及其制備方法，其合金管重量份的組分配方包括PE100為100份，PET為20-50份，相容劑5-8份，增強劑10-25份，加工助劑0.2-1.0份，濃縮色母料0.8-1.5份；同時公開了其制備方法，即將PET與高密度聚乙烯進行增容共混改性，并按照上述科學的組分配方經(jīng)稱取原料、捏合工藝、擠出成型等工藝制得高密度聚乙烯和PET合金管，從而提高了管道制品的強度、模量、表面硬度、耐熱性、耐磨性和抗疲勞強度，使管道制品更適于非開挖技術等領域，拓寬管道產(chǎn)品的使用場合，減少和消除質(zhì)量事故的發(fā)生。
【專利說明】一種高密度聚乙烯和PET合金管及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種塑料管道加工領域，尤其涉及一種非開挖【技術領域】使用的高密度 聚乙烯和PET合金管及其制備方法。 技術背景
[0002] 高密度聚乙烯，是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，其結(jié)晶度為80-90%。高密 度聚乙烯樹脂是無毒、無味、無臭的白色顆粒，可用于飲用水管道的擠出成型。其熔點約為 130°C，相對密度為0. 941-0. 960。高密度聚乙烯具有良好的耐寒性，韌性好，化學穩(wěn)定性好， 介電性能、耐環(huán)境應力開裂性亦較好。高密度聚乙烯熔化溫度范圍在200-250°C之間，加工 流動性較好。其化學穩(wěn)定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的 腐蝕。
[0003] PET為聚對苯二甲酸乙二醇酯，是高度結(jié)晶的極性聚合物，表面平滑有光澤。在較 寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機械性能，長期使用溫度可達120°C ;電絕緣性優(yōu)良，甚至 在高溫高頻下，其電性能仍較好；抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。PET 材料透明度高，可阻擋紫外線，光澤性好。無毒、無味，衛(wèi)生安全性好，可直接用于食品包裝。
[0004] 由于高密度聚乙烯材料的彈性模量相對較小，高密度聚乙烯制品的剛度和尺寸穩(wěn) 定性較差，高密度聚乙烯材料的耐磨性和抗疲勞強度也比較差。用高密度聚乙烯材料制成 管道制品，經(jīng)常因為管材變形影響熔接質(zhì)量，甚至造成管材無法熔接而報廢。而且由于高密 度聚乙烯管材耐磨性較差，在城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)的非開挖技術應用中，比較容易因管材磨損引 起質(zhì)量事故。
[0005] 而PET的玻璃化溫度和熔點比較高，在通常加工溫度下，結(jié)晶速度較慢，沖擊韌性 差，若單獨使用PET材料加工成管道制品，其熔接性和韌性較差，無法滿足使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種非開挖【技術領域】使用的具有更 好強度、模量、表面硬度、耐熱性、耐磨性和抗疲勞強度的高密度聚乙烯和PET合金管及其 制備方法。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0008] -種高密度聚乙烯和PET合金管，其由以下重量份的組分混合注塑而成：
[0009] PE100 100 份； PET 20-50 份； 相容劑 5-8份； 增強劑 10-25份； 加工助劑 0.2-1.0份； 濃縮色母料 0.8-1.5份。
[0010] 所述相容劑為聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，所述增強劑為長玻璃纖維，所述 加工助劑為可溶性聚四氟乙烯；所述濃縮色母料是以低密度聚乙烯為載體，以炭黑為著色 齊U，以月桂酸鋇為分散劑制得；所述PE100是以100級高密度聚乙烯原料，采用淤漿低壓法 合成；所述PET是聚對苯二甲酸乙二醇酯，在高真空條件下采用酯交換法縮聚而得。
[0011] 一種高密度聚乙烯和PET合金管的制備方法，其包括以下步驟：
[0012] 1)稱取原料：根據(jù)各組分重量份比例稱取PE100、PET、相容劑、加工助劑、濃縮色 母料；
[0013] 2)捏合工藝：將所稱取的原料按比例依次投入混料機中，在70°C -110°C下混合均 勻形成一級混合料，并干燥20-30分鐘得到二級混合料；
[0014] 3)擠出成型工藝：將二級混合料投入平行雙螺桿擠出機，并在擠出機的進纖口中 加入增強劑，通過調(diào)節(jié)進纖速度和主機擠出速度來控制增強劑的加入比例，擠出成型得到 管坯，在擠出過程中，螺桿溫度為40-60°C，料筒溫度為190-2KTC，模具溫度為200-220°C ; 管坯擠出后，采用真空冷卻定徑法進行冷卻定型，冷卻時真空度為-0. 02?-0. 04MPa，冷卻 溫度為15-20°C ;管坯冷卻定型后，經(jīng)切割成段并包裝為合金管成品；
[0015] 4)成品入庫：對所述合金管成品進行檢驗，合格品進倉。
[0016] 本發(fā)明中PE100是以100級高密度聚乙烯原料，采用淤漿低壓法合成。
[0017] 本發(fā)明中PET是聚對苯二甲酸乙二醇酯，在高真空條件下采用酯交換法縮聚而 得。
[0018] 本發(fā)明中相容劑為聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，相容劑是指借助于分子間的 鍵合力，使不相容的兩種聚合物組分結(jié)合在一起，從而形成混溶體系的一類化合物。高密度 聚乙烯為非極性分子，PET為極性分子，兩者在熱力學上不相容。本發(fā)明使用的聚乙烯-甲 基丙烯酸縮水甘油酯的環(huán)氧基可與PET反應，而PE鏈段可與高密度聚乙烯相容。在高密度 聚乙烯與PET共混兩相之間存在著明顯的相界面層，且相界面很小，只有1. 0-1. lnm，相容 劑聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯加入后，可以存在于高密度聚乙烯與PET兩相界面之間， 使兩相界面層增大2-3倍，聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯具有很長的分子鏈，長分子鏈之 間彼此產(chǎn)生一定的斥力，可以防止相同組分的接近與合并。
[0019] 本發(fā)明中增強劑為長玻璃纖維，長玻璃纖維是熔融的玻璃通過噴絲孔以極高 的速度而制得的連續(xù)長纖維，一般直徑為5-13UH1，其力學強度很高，單絲的拉伸強度為 2873-3923MPa。在高密度聚乙烯與PET共混體系中加入長玻璃纖維，能有效提高高密度聚 乙烯和PET合金的強度，并降低成本。由于長玻璃纖維本身為無機分子，與有機高密度聚乙 烯和PET分子體系的相容性較差。因此，長玻璃纖維在加入高密度聚乙烯與PET共混體系 之前，需先用偶聯(lián)劑乙烯基三氯硅烷（A-150)對其進行表面處理。
[0020] 本發(fā)明中加工助劑為可溶性聚四氟乙烯，在擠出成型過程中，可溶性聚四氟乙烯 能有效降低熔融物料與設備模具之間的附著力，提高管材內(nèi)外表面的光澤度，降低料流阻 力，提商了管材的生廣效率。
[0021] 本發(fā)明中濃縮色母料是以低密度聚乙烯為載體，以炭黑為著色劑，以月桂酸鋇為 分散劑制得，濃縮色母料賦予管材制品黑色。
[0022] 本發(fā)明采用以上技術方案，將PET與高密度聚乙烯進行增容共混改性，并按照科 學的重量份比例由PE100、PET、相容劑、加工助劑和濃縮色母料組成的配方制得了高密度 聚乙烯和PET合金管，提高了管道制品的強度、模量、表面硬度、耐熱性、耐磨性和抗疲勞強 度，使管道制品更適于非開挖技術等領域，拓寬管道產(chǎn)品的使用場合，減少和消除質(zhì)量事故 的發(fā)生。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明：
[0024] -種高密度聚乙烯和PET合金管，其由以下重量份的組分混合注塑而成：
[0025] PE100 100 份； PET 20-50 份； 相容劑 5-8份； 增強劑 10-25份； 加工助劑 0.2-1.0份； 濃縮色母料 0.8-1.5份。
[0026] 所述相容劑為聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，所述增強劑為長玻璃纖維，所述 加工助劑為可溶性聚四氟乙烯；所述濃縮色母料是以低密度聚乙烯為載體，以炭黑為著色 劑，以月桂酸鋇為分散劑制得；所述PE100是以100級高密度聚乙烯原料，采用淤漿低壓法 合成；所述PET是聚對苯二甲酸乙二醇酯，在高真空條件下采用酯交換法縮聚而得。
[0027] -種高密度聚乙烯和PET合金管的制備方法，其包括以下步驟：
[0028] 1)稱取原料：根據(jù)各組分重量份比例稱取PE100、PET、相容劑、加工助劑、濃縮色 母料；
[0029] 2)捏合工藝：將所稱取的原料按比例依次投入混料機中，在70°C -110°C下混合均 勻形成一級混合料，并干燥20-30分鐘得到二級混合料；
[0030] 3)擠出成型工藝：將二級混合料投入平行雙螺桿擠出機，并在擠出機的進纖口中 加入增強劑，通過調(diào)節(jié)進纖速度和主機擠出速度來控制增強劑的加入比例，擠出成型得到 管坯，在擠出過程中，螺桿溫度為40-60°C，料筒溫度為190-2KTC，模具溫度為200-220°C ; 管坯擠出后，采用真空冷卻定徑法進行冷卻定型，冷卻時真空度為-0. 02?-0. 04MPa，冷卻 溫度為15-20°C ;管坯冷卻定型后，經(jīng)切割成段并包裝為合金管成品；
[0031] 4)成品入庫：對所述合金管成品進行檢驗，合格品進倉。
[0032] 實施例1
[0033] -種高密度聚乙烯和PET合金管的制備方法，其包括以下步驟：
[0034] 1)稱取原料：根據(jù)各組分重量份比例稱取PE100、PET、相容劑、加工助劑、濃縮色 母料，
[0035] PE100 100 份； PET 20 份；
[0036] 相容劑 5份； 增強劑 10份； 加工助劑 0.2份； 濃縮色母料 0.8份。
[0037] 2)捏合工藝：將所稱取的原料按比例依次投入混料機中，在70°C -110°C下混合均 勻形成一級混合料，并干燥20-30分鐘得到二級混合料；
[0038] 3)擠出成型工藝：將二級混合料投入平行雙螺桿擠出機，并在擠出機的進纖口中 加入增強劑，通過調(diào)節(jié)進纖速度和主機擠出速度來控制增強劑的加入比例，擠出成型得到 管坯，在擠出過程中，螺桿溫度為40-60°C，料筒溫度為190-2KTC，模具溫度為200-220°C ; 管坯擠出后，采用真空冷卻定徑法進行冷卻定型，冷卻時真空度為-ο. 02?-o. 04MPa，冷卻 溫度為15-20°C ;管坯冷卻定型后，經(jīng)切割成段并包裝為合金管成品；
[0039] 4)成品入庫：對所述合金管成品進行檢驗，合格品進倉。
[0040] 實施例2
[0041] 一種高密度聚乙烯和PET合金管的制備方法，其包括以下步驟：
[0042] 1)稱取原料：根據(jù)各組分重量份比例稱取PE100、PET、相容劑、加工助劑、濃縮色 母料，
[0043] PE100 100 份； PET 30 份； 相容劑 6份； 增強劑 15份； 加工助劑 0.5份； 濃縮色母料 1.1份。
[0044] 2)捏合工藝：將所稱取的原料按比例依次投入混料機中，在70°C -110°C下混合均 勻形成一級混合料，并干燥20-30分鐘得到二級混合料；
[0045] 3)擠出成型工藝：將二級混合料投入平行雙螺桿擠出機，并在擠出機的進纖口中 加入增強劑，通過調(diào)節(jié)進纖速度和主機擠出速度來控制增強劑的加入比例，擠出成型得到 管坯，在擠出過程中，螺桿溫度為40-60°C，料筒溫度為190-2KTC，模具溫度為200-220°C ; 管坯擠出后，采用真空冷卻定徑法進行冷卻定型，冷卻時真空度為-0. 02?-0. 04MPa，冷卻 溫度為15-20°C ;管坯冷卻定型后，經(jīng)切割成段并包裝為合金管成品；
[0046] 4)成品入庫：對所述合金管成品進行檢驗，合格品進倉。
[0047] 實施例3
[0048] -種高密度聚乙烯和PET合金管的制備方法，其包括以下步驟：
[0049] 1)稱取原料：根據(jù)各組分重量份比例稱取PE100、PET、相容劑、加工助劑、濃縮色 母料，
[0050] PE100 100 份； PET 40 份； 相容劑 7份； 增強劑 20份； 加工助劑 0.8份； 濃縮色母料 1.3份。
[0051] 2)捏合工藝：將所稱取的原料按比例依次投入混料機中，在70°C -110°C下混合均 勻形成一級混合料，并干燥20-30分鐘得到二級混合料；
[0052] 3)擠出成型工藝：將二級混合料投入平行雙螺桿擠出機，并在擠出機的進纖口中 加入增強劑，通過調(diào)節(jié)進纖速度和主機擠出速度來控制增強劑的加入比例，擠出成型得到 管坯，在擠出過程中，螺桿溫度為40-60°C，料筒溫度為190-2KTC，模具溫度為200-220°C ; 管坯擠出后，采用真空冷卻定徑法進行冷卻定型，冷卻時真空度為-0. 02?-0. 04MPa，冷卻 溫度為15-20°C ;管坯冷卻定型后，經(jīng)切割成段并包裝為合金管成品；
[0053] 4)成品入庫：對所述合金管成品進行檢驗，合格品進倉。
[0054] 實施例4
[0055] -種高密度聚乙烯和PET合金管的制備方法，其包括以下步驟：
[0056] 1)稱取原料：根據(jù)各組分重量份比例稱取PE100、PET、相容劑、加工助劑、濃縮色 母料，
[0057] PE100 100 份； PET 50 份; 相容劑 8份； 增強劑 25份； 加工助劑 1.0份； 濃縮色母料 1.5份。
[0058] 2)捏合工藝：將所稱取的原料按比例依次投入混料機中，在70°C -110°C下混合均 勻形成一級混合料，并干燥20-30分鐘得到二級混合料；
[0059] 3)擠出成型工藝：將二級混合料投入平行雙螺桿擠出機，并在擠出機的進纖口中 加入增強劑，通過調(diào)節(jié)進纖速度和主機擠出速度來控制增強劑的加入比例，擠出成型得到 管坯，在擠出過程中，螺桿溫度為40-60°C，料筒溫度為190-2KTC，模具溫度為200-220°C ; 管坯擠出后，采用真空冷卻定徑法進行冷卻定型，冷卻時真空度為-0. 02?-0. 04MPa，冷卻 溫度為15-20°C ;管坯冷卻定型后，經(jīng)切割成段并包裝為合金管成品；
[0060] 4)成品入庫：對所述合金管成品進行檢驗，合格品進倉。
[0061] 表一本發(fā)明生產(chǎn)的高密度聚乙烯和PET合金管與傳統(tǒng)HDPE管性能測試數(shù)據(jù)對比
[0062]

【權(quán)利要求】
1. 一種高密度聚乙烯和PET合金管，其特征在于：其由以下重量份的組分混合注塑而 成： PE100 1〇〇 份； PET 20-50 份； 相容劑 5-8份； 增強劑 10-25份； 加工助劑 0. 2-1.0份； 濃縮色母料 0.8-1. 5份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯和PET合金管，其特征在于：所述相容劑 為聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，所述增強劑為長玻璃纖維，所述加工助劑為可溶性聚 四氟乙烯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯和PET合金管，其特征在于：所述濃縮色 母料是以低密度聚乙烯為載體，以炭黑為著色劑，以月桂酸鋇為分散劑制得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯和PET合金管，其特征在于：所述PE100是 以100級高密度聚乙烯原料，采用淤漿低壓法合成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯和PET合金管，其特征在于：所述PET是 聚對苯二甲酸乙二醇酯，在高真空條件下采用酯交換法縮聚而得。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯和PET合金管的制備方法，其特征在于： 其包括以下步驟： 1) 稱取原料：根據(jù)各組分重量份比例稱取PE100、PET、相容劑、加工助劑、濃縮色母料； 2) 捏合工藝：將所稱取的原料按比例依次投入混料機中，在70°C -1KTC下混合均勻形 成一級混合料，并干燥20-30分鐘得到二級混合料； 3) 擠出成型工藝：將二級混合料投入平行雙螺桿擠出機，并在擠出機的進纖口中加入 增強劑，通過調(diào)節(jié)進纖速度和主機擠出速度來控制增強劑的加入比例，擠出成型得到管坯， 在擠出過程中，螺桿溫度為40-60°C，料筒溫度為190-2KTC，模具溫度為200-220°C ;管坯 擠出后，采用真空冷卻定徑法進行冷卻定型，冷卻時真空度為-0. 02?-0. 04MPa，冷卻溫度 為15-20°C ;管坯冷卻定型后，經(jīng)切割成段并包裝為合金管成品； 4) 成品入庫：對所述合金管成品進行檢驗，合格品進倉。
【文檔編號】B29C47/92GK104151670SQ201410394655
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】陳源喜 申請人:福建博大塑業(yè)新材料有限公司