專(zhuān)利名稱：一種雙層聚乙烯管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種雙層聚こ烯管。
背景技術(shù)：
聚こ烯是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的高分子有機(jī)化合物，當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的高分子材料之一。聚こ烯由こ烯聚合而成，可制成各種應(yīng)用材料，管材是其中非常重要的ー種，以其他材質(zhì)的管材相比，PE管具有以下特點(diǎn)1)良好的衛(wèi)生性能PE管加工時(shí)不添加重金屬鹽穩(wěn)定齊U，材質(zhì)無(wú)毒性，無(wú)結(jié)垢層，不滋生細(xì)菌，很好地解決了城市飲用水的二次污染；2)卓越的耐腐蝕性能除少數(shù)強(qiáng)氧化劑外，可耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕；無(wú)電化學(xué)腐蝕；3)長(zhǎng)久的使用壽命在額定溫度、壓カ狀況下，PE管道可安全使用50年以上；4)較好的耐沖擊性PE管韌性 好，耐沖擊強(qiáng)度高，重物直接壓過(guò)管道，不會(huì)導(dǎo)致管道破裂；5)可靠的連接性能PE管熱熔或電熔接ロ的強(qiáng)度高于管材本體，接縫不會(huì)由于土壤移動(dòng)或活載荷的作用斷開(kāi)；6)良好的施工性能管道質(zhì)輕，焊接エ藝簡(jiǎn)單，施工方便，工程綜合造價(jià)低。聚こ烯根據(jù)密度的不同可分為高密度聚こ烯、中密度聚こ烯和低密度聚こ烯。高密度聚こ烯具有剛性、硬度和機(jī)械強(qiáng)度大，低溫抗沖擊性好，抗應(yīng)カ開(kāi)裂性好，耐磨性好，耐老化的特性，與其他材質(zhì)的管材相比，還具有低的缺ロ敏感性、高的剪切強(qiáng)度和優(yōu)異的抗刮痕能力，耐環(huán)境應(yīng)カ開(kāi)裂性能也非常突出，特別適合在大壓カ，嚴(yán)苛輸送環(huán)境下使用，如礦漿輸運(yùn)，給水排水等。給水用PE管材是傳統(tǒng)的鋼鐵管材、聚氯こ烯飲用水管的換代產(chǎn)品。給水管必須承受一定的壓カ，通常要選用分子量大、機(jī)械性能較好的PE樹(shù)脂，如HDPE樹(shù)脂(高密度聚こ烯樹(shù)脂)。但LDPE (低密度聚こ烯樹(shù)脂)樹(shù)脂的衛(wèi)生指標(biāo)較高，雖然拉伸強(qiáng)度低，耐壓差，剛性差，成型加工時(shí)尺寸穩(wěn)定性差，并且連接困難，LDPE特別是LLDPE樹(shù)脂(低密度線性聚こ烯樹(shù)脂)已成為生產(chǎn)飲用水管的常用材料。考慮到HDPE樹(shù)脂，LDPE樹(shù)脂以及LLDPE樹(shù)脂的特點(diǎn)，本發(fā)明提供ー種以LDPE，特別是LLDPE樹(shù)脂為內(nèi)層，以HDPE樹(shù)脂為外層的雙層聚こ烯管，該管特別適用于自來(lái)水輸送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種以LDPE樹(shù)脂為內(nèi)層，以HDPE樹(shù)脂為外層的雙層聚こ烯管，特別的，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋。HDPE樹(shù)脂為外層的外壁光滑，內(nèi)壁與LDPE樹(shù)脂內(nèi)層相吻合。其中，LDPE樹(shù)脂內(nèi)層和HDPE樹(shù)脂外層的厚度比可為O. 1-10 :1，在此，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層的厚度以螺旋波紋高度的一半至管內(nèi)壁計(jì)算。LDPE樹(shù)脂的熔融粘度小，流動(dòng)性好，易加工，因而對(duì)其熔體指數(shù)的選擇范圍也較寬，通常 MI 在 O. 3-30g/10min 之間;優(yōu)選MI 在 O. 3_2g/10min，密度為 O. 913g/cm3-0. 923g/cm3的LLDPE樹(shù)脂。HDPE樹(shù)脂是制備給水聚こ烯管的常用材料，可選擇密度大于O. 959g/cm3，熔融指數(shù)為O. l-52g/10min之間的HDPE樹(shù)脂；為加工方便，優(yōu)選熔融指數(shù)與內(nèi)層LDPE樹(shù)脂相近，如熔融指數(shù)為O. l-10g/10min的HDPE樹(shù)脂。此外，為制備性能穩(wěn)定的給水管，所述聚こ烯雙層管還包括按原料重量份組成為100重量份的聚こ烯樹(shù)脂計(jì)，3-6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-1. 5重量份的顏料或黑母料。優(yōu)選的，所述內(nèi)層的物料配比為，以LDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，3_4重量份的活性納米碳酸鈣、O. 5-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-0. I重量份的顔料或黑母料。所述外層的物料配比為，以HDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，5-6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、1-1. 5重量份的顏料或黑母料。 將內(nèi)層LDPE樹(shù)脂設(shè)置成內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋的結(jié)構(gòu)，主要是ー方面能夠保證流體在管內(nèi)阻力小，同時(shí)幫助內(nèi)層和外層更緊密地結(jié)合；另ー方面管內(nèi)流體的沖擊カ可被螺旋波紋充分吸收和緩解，然后再導(dǎo)入外層的HDPE樹(shù)脂中，防止外層樹(shù)脂經(jīng)受管內(nèi)流體強(qiáng)カ的沖擊和壓カ，從而增加整個(gè)管道的壽命。具體的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明所述的聚こ烯雙層管的制備方法是，將聚烯烴HDPE外層與聚烯烴LDPE內(nèi)層分別由擠出機(jī)加熱擠出后，再由出口模擠壓出有聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的兩層共擠、緊密結(jié)合的復(fù)合管材，由于內(nèi)層和外層都為聚こ烯，性能和結(jié)構(gòu)基本一致，相互之間親和力好，決定了聚烯烴PE管材和聚烯烴PERT管材在成型過(guò)程中二者可以很好粘結(jié)粘附在一起，因此加工過(guò)程中內(nèi)層和外層不會(huì)發(fā)生分離，擠出過(guò)程的各參數(shù)相差不大。聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的擠出機(jī)的機(jī)筒區(qū)長(zhǎng)度均分為4段，每段溫度為第I段為173±5°C，第2段為178±5°C，第3段為183±5°C，第4段為185±5°C，擠出機(jī)模頭區(qū)的模頭長(zhǎng)度均分為7段，每段溫度為第I段為193± 10°C，第2段為187±5°C，第3段為185±5°C，第4段為195±5°C，第5段為200±10°C，第6段為205±10°C，第7段為210±10°C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為 45-125rad/min，牽引速度為 320_800cm/min。結(jié)合后的復(fù)合管材在O. 012-0. 04MPa的真空及水溫20_25°C下定型后，再置于18-23°C的水箱中進(jìn)行二次冷卻，產(chǎn)品打印，牽引，定尺切割，即成本發(fā)明管材。本發(fā)明制備的聚こ烯雙層管無(wú)毒副作用，耐溫、抗菌、適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)、性價(jià)比好、カロエ簡(jiǎn)單、使用方便安全可靠、強(qiáng)度高、韌性好、抗沖擊性強(qiáng)、不易老化、斷裂、滲透、綜合成本低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩描述。如無(wú)特別指明，本發(fā)明所用的原料均為市購(gòu)。實(shí)施例I選用MI 在 10-12g/10min ;密度 O. 915g/cm3 的 LDPE 樹(shù)脂；選用密度為 O. 963g/cm3，熔融指數(shù)為12g/10min的HDPE樹(shù)脂。另外，所述內(nèi)層的物料配比為，以LDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，3重量份的活性納米碳酸鈣、I份的聚四氟こ烯、4重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷。
所述外層的物料配比為，以HDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，6重量份的活性納米碳酸鈣、I份的聚四氟こ烯、4重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、I重量份的黑母料。將聚烯烴HDPE外層、聚烯烴LDPE內(nèi)層分別由擠出機(jī)加熱擠出后，再由出口模擠出由聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的兩層共擠、相鄰層緊密的結(jié)合的復(fù)合管材，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋。HDPE樹(shù)脂為外層的外壁光滑，內(nèi)壁與LDPE樹(shù)脂內(nèi)層相吻合；其中，LDPE樹(shù)脂內(nèi)層和HDPE樹(shù)脂外層的厚度比可為O. I :1，在此，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層的厚度以螺旋波紋高度的一半至管內(nèi)壁計(jì)算。其中，聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的擠出機(jī)的機(jī)筒區(qū)長(zhǎng)度均分為4段，每段溫度為第I段為168°C，第2段為173°C，第3段為178°C，第4段為180°C，擠出機(jī)模頭 區(qū)的模頭長(zhǎng)度均分為7段，每段溫度為第I段為188°C，第2段為182°C，第3段為180°C，第4段為190°C，第5段為195°C，第6段為200°C，第7段為205°C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為45rad/min，牽引速度為400cm/min ;聚烯烴HDPE外層與聚烯烴LDPE內(nèi)層的厚度比為4 1，聚烯烴HDPE外層的密度為O. 936g/cm3，聚烯烴LDPE內(nèi)層的密度為O. 930g/cm3，結(jié)合后的復(fù)合管材在O. 02Mpa的真空及水溫20°C下定型后，再置于18°C的水中進(jìn)行二次冷卻，產(chǎn)品打印，牽弓丨，定尺切割，即成本發(fā)明管材實(shí)施例2選用MI 在 2g/10min ;密度 O. 921g/cm3 的 LDPE 樹(shù)脂；選用密度為 O. 967g/cm3，熔融指數(shù)為32g/10min的HDPE樹(shù)脂。另外，所述內(nèi)層的物料配比為，以LDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 5份的聚四氟こ烯、5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、O. I重量份的顏料。所述外層的物料配比為，以HDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，5重量份的活性納米碳酸鈣、O. 8份的聚四氟こ烯、5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、I. 5重量份的黑母料。將聚烯烴HDPE外層、聚烯烴LDPE內(nèi)層分別由擠出機(jī)加熱擠出后，再由出口模擠出由聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的2層共擠、相鄰層緊密的結(jié)合的復(fù)合管材，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋。HDPE樹(shù)脂為外層的外壁光滑，內(nèi)壁與LDPE樹(shù)脂內(nèi)層相吻合。其中，LDPE樹(shù)脂內(nèi)層和HDPE樹(shù)脂外層的厚度比可為I :1，在此，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層的厚度以螺旋波紋高度的一半至管內(nèi)壁計(jì)算。其中，聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的擠出機(jī)的機(jī)筒區(qū)長(zhǎng)度均分為4段，每段溫度為第I段為173°C，第2段為178°C，第3段為183°C，第4段為185°C，擠出機(jī)模頭區(qū)的模頭長(zhǎng)度均分為7段，每段溫度為第I段為193°C，第2段為187°C，第3段為185°C，第4段為195°C，第5段為200°C，第6段為205°C，第7段為210°C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為60rad/min，牽引速度為500cm/min ;聚烯烴HDPE外層及聚烯烴LDPE內(nèi)層的厚度比為4 1，聚烯烴HDPE外層的密度為O. 942g/cm3，聚烯烴LDPE內(nèi)層的密度為O. 936g/cm3，結(jié)合后的復(fù)合管材在O. 02Mpa的真空及水溫22°C下定型后，再置于19°C的水中進(jìn)行二次冷卻，產(chǎn)品打印，牽弓丨，定尺切割，即成本發(fā)明管材實(shí)施例3選用MI 在 lg/10min ;密度 O. 913g/cm3 的 LDPE 樹(shù)脂；選用密度為 O. 966g/cm3，熔融指數(shù)為6g/10min的HDPE樹(shù)脂。另外，所述內(nèi)層的物料配比為，以LDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，3. 5重量份的活性納米碳酸鈣、I份的聚四氟こ烯、5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、O. 5重量份的白色顔料。所述外層的物料配比為，以HDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 5份的聚四氟こ烯、4. 5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、I. 5重量份的藍(lán)色顔料。將聚烯烴HDPE外層、聚烯烴LDPE內(nèi)層分別由擠出機(jī)加熱擠出后，再由出口模擠出由聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的2層共擠、相鄰層緊密的結(jié)合的復(fù)合管材，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋。HDPE樹(shù)脂為外層的外壁光滑，內(nèi)壁與LDPE樹(shù)脂內(nèi)層相吻合。其中，LDPE樹(shù)脂內(nèi)層和HDPE樹(shù)脂外層的厚度比可為10 : 1，在此，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層的厚度以螺旋波紋高度的一半至管內(nèi)壁計(jì)算。其中，聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的擠出機(jī)的機(jī)筒區(qū)長(zhǎng)度均分為4段，每段溫度為第I段為178°C，第2段為183°C，第3段為188°C，第4段為190°C，擠出機(jī)模頭區(qū)的模頭長(zhǎng)度均分為7段，每段溫度為第I段為198°C，第2段為192°C，第3段為190°C，第4段為200°C，第5段為205°C，第6段為210°C，第7段為215°C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為IOOrad/min，牽引速度為700cm/min ;聚烯烴HDPE外層及聚烯烴LDPE內(nèi)層的厚度比為4 1，聚烯烴HDPE外層的密度為O. 946g/cm3，聚烯烴LDPE內(nèi)層的密度為O. 942g/cm3，結(jié)合后的復(fù)合管材在O. 02Mpa的真空及水溫23°C下定型后，再置于20°C的水中進(jìn)行二次冷卻，產(chǎn)品打印，牽弓丨，定尺切割即成本發(fā)明管材，將實(shí)施例1-3制備的雙層聚こ烯管進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)依據(jù)為GB / T13663-2000《給水用聚こ烯(PE)管材》，結(jié)果見(jiàn)表I :表I各實(shí)施例聚こ纟布雙層管檢測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種以LDPE樹(shù)脂為內(nèi)層，以HDPE樹(shù)脂為外層的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述的LDPE樹(shù)脂內(nèi)層和HDPE樹(shù)脂外層的厚度比為O. 1-10:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE樹(shù)脂的熔體指數(shù)的選擇范圍在O. 3-30g/10min之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE樹(shù)脂為熔體指數(shù)的選擇范圍在 O. 3-2g/10min，密度為 O. 913g/cm3-0. 923g/cm3 的 LLDPE 樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述HDPE樹(shù)脂是密度大于O.959g/cm3，熔融指數(shù)為O. l_52g/10min之間的HDPE樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述HDPE樹(shù)脂是熔融指數(shù)為O.l-10g/10min 的 HDPE 樹(shù)脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述聚乙烯雙層管還包括按原料重量份組成為100重量份的聚乙烯樹(shù)脂計(jì)，3-6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 1-1份的聚四氟乙烯、4-5重量份的己二酸1，2丙二醇系聚酯、0-1. 5重量份的顏料或黑母料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述內(nèi)層的物料配比為，以LDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，3-4重量份的活性納米碳酸鈣、O. 5-1份的聚四氟乙烯、4-5重量份的己二酸1，2丙二醇系聚酯、0-0. I重量份的顏料或黑母料。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述外層的物料配比為，以HDPE樹(shù)脂為100重量份計(jì)，5-6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 1-1份的聚四氟乙烯、4-5重量份的己二酸1，2丙二醇系聚酯、1-1. 5重量份的顏料或黑母料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以LDPE樹(shù)脂為內(nèi)層，以HDPE樹(shù)脂為外層的雙層聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE樹(shù)脂內(nèi)層內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋，所述的LDPE樹(shù)脂內(nèi)層和HDPE樹(shù)脂外層的厚度比可為0.1-10∶1。本發(fā)明制備的聚乙烯雙層管無(wú)毒副作用，耐溫、抗菌、適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)、性價(jià)比好、加工簡(jiǎn)單、使用方便安全可靠、強(qiáng)度高、韌性好、抗沖擊性強(qiáng)、不易老化、斷裂、滲透、綜合成本低。
文檔編號(hào)F16L9/12GK102840393SQ20121034648
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者王立君 申請(qǐng)人:浙江新大塑料管件有限公司