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軟管的熱導率，從而提高了PE軟管的耐候性，改性氧化鋁的添加同時提高了材料的拉伸強度，從而在保證產(chǎn)品各項性能指標合格的前提下實現(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，且用單一型號聚乙烯原料生產(chǎn)，存在著耐候性較差、強度低、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，對推動我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的快速發(fā)展提供強力技術(shù)支持，對推動我國農(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，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展，具有極為深遠的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一個發(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)出第一個發(fā)明目的提供的產(chǎn)品。[0021]為了實現(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)塑料造粒機造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、擠出機擠出管胚、真空冷卻、成型導輪、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軟管的熱導率，從而提高PE軟管的耐候性，改性氧化鋁的添加同時提高了材料的拉伸強度，從而在保證產(chǎn)品各項性能指標合格的前提下實現(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PE材料通過雙軸取向生產(chǎn)工藝使其力學性質(zhì)、光學性質(zhì)、導熱性等方面發(fā)生了顯著的變化，因此該生產(chǎn)工藝不僅提高了產(chǎn)品拉伸屈服強度、耐靜液壓強度，同時更好的改善了其耐候性。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[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，不會對基體樹脂的物理機械性能產(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:張家港市永新塑機有限公司；
[0038]塑料造粒機:張家港市永新塑機有限公司；
[0039]注塑機:寧波海天塑機集團有限公司；
[0040]烘干機:張家港市萬塑機械有限公司。
[0041]實施例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，易導致復合過程中不同組分間潤濕性較差，復合質(zhì)量不高。改性氧化鋁是通過表面化學改性的方法得到的，通過表面改性劑與氧化鋁粉體表面進行化學反應或化學吸附方式完成，常用的表面改性劑有偶聯(lián)劑、高級脂肪酸及其鹽、不飽和有機酸和有機硅等，改性后的氧化鋁成為功能性無機填料，將其共混于有機聚合物基體中，對提聞氧化招與聞分子復合材料的性能有很大貢獻。
[0045]實現(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)塑料造粒機造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、擠出機擠出管胚、真空冷卻、成型導輪、吹塑定徑、冷卻、牽引、收卷切割后，即得成品。
[0049]其中，步驟(3)中所述塑料造粒機造粒的溫度為180-230°C ;料斗烘干的溫度為900C ;擠出機及機頭生產(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°，機頭第一段的溫度為225°，機頭第二段的溫度為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)牽引裝置進入加熱區(qū)，加熱至玻璃化溫度以上，強行塞入擴展芯模；管材經(jīng)擴展芯模圓錐體段后被徑向拉伸，同時由于牽引機的強力牽引而被軸向拉伸，后經(jīng)擴展芯模圓錐體連續(xù)的平直圓柱體冷卻定型。采用此工藝使得PE管的力學性質(zhì)、光學性質(zhì)、導熱性等方面發(fā)生了顯著的變化，不僅提高了產(chǎn)品的拉伸屈服強度、耐靜液壓強度，同時更好的改善了其耐候性。
[0052]實施例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]實現(xiàn)所述薄壁耐高壓PE軟管的制備方法同實施例1。
[0055]實施例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]實現(xiàn)所述薄壁耐高壓PE軟管的制備方法同實施例1。
[0058]實施例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]實現(xiàn)所述薄壁耐高壓PE軟管的制備方法同實施例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，以下測試依照的標準為給水用聚乙烯(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)塑料造粒機造粒、干燥、真空上料、料斗烘干、擠出機擠出管胚、真空冷卻、成型導輪、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】B29D23/00GK103756092SQ201410008449
【公開日】2014年4月30日 申請日期: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 申請人:大禹節(jié)水（天津）有限公司