一種地下通信管道用塑料管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種地下通信管道用塑料管及其制備方法，各組分按照質(zhì)量百分比計(jì)，包括：100級(jí)及100級(jí)以上高密度聚乙烯：80％～90％；含碳量大于等于0.6％的碳合金：1％～5％；硅微粉：4％～9％；無(wú)鹵阻燃劑：1％～5％；uv抗老化劑：1％～4％。將上述組分混合均勻后加入單螺桿擠壓機(jī)成形，水冷后切割即得成品。本發(fā)明的塑料管外壁厚度大于內(nèi)壁厚度，且在塑料管外側(cè)相鄰兩根圓管(1)的相交處增加了加強(qiáng)筋。本發(fā)明從組分和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面對(duì)塑料管進(jìn)行了改進(jìn)，其綜合力學(xué)性能和抗老化性能得以實(shí)質(zhì)性提升，無(wú)需再在塑料管外套一層鋼管，同時(shí)制備成本低，工藝簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】
一種地下通信管道用塑料管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料管道及其制備方法，屬于通信用管道領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前各地積極開(kāi)展新城建設(shè)和老城改造的大環(huán)境下，地下通信管道的鋪設(shè)也在大量的進(jìn)行，該類型管道往往用于路基下保護(hù)線纜，產(chǎn)品包括4孔，5孔和6孔，產(chǎn)品多呈黑色，阻燃，強(qiáng)度達(dá)到鋼管的強(qiáng)度。地下管道鋪設(shè)對(duì)管道本身的力學(xué)性能有較高的要求，需要進(jìn)行多項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試，例如拉伸強(qiáng)度，復(fù)原率，管材剛度，扁平實(shí)驗(yàn)等等。為了能夠適應(yīng)上述要求，管道不但在材質(zhì)用料方面需要合理挑選，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也需要綜合考慮。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01510859922.2的中國(guó)專利公開(kāi)了一種增強(qiáng)型聚乙烯復(fù)合管道，其通過(guò)由外至內(nèi)的碳鋼層，高密度聚乙烯層和超高分子量聚乙烯層三層復(fù)合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)管道的耐磨，耐沖擊，耐腐蝕。這種結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合管道由于各層材質(zhì)間相互獨(dú)立，無(wú)相互作用，屬于簡(jiǎn)單的疊加，各層均保持其自身的性能特點(diǎn)，因此，整體性能差。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01510724171.3的中國(guó)專利公開(kāi)了一種梅花管及其制備方法，其從管材原材料配比方向上提出了改進(jìn)，以高密度聚乙烯樹(shù)脂為基礎(chǔ)，添加了增塑劑，穩(wěn)定劑，填充料，硬脂酸和石蠟，以該配方制備的梅花管本質(zhì)上其力學(xué)性能還是取決于高密度聚乙烯樹(shù)脂，其余添加料方便了成形和增加耐磨性能。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01610207005.0的中國(guó)專利公開(kāi)了一種增強(qiáng)型聚丁烯管道材料及其制備方法，其中最大的特點(diǎn)是引入了碳纖維作為強(qiáng)化相，大幅提高了沖擊性，韌性和彈性，但其缺陷也相當(dāng)明顯，原材料成本非常高，配置過(guò)程復(fù)雜，配料多，市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不大。
[0006]綜合目前市場(chǎng)上公開(kāi)的技術(shù)方案，基本上有兩大特點(diǎn):
[0007]①為了提高力學(xué)性能，要么加入碳纖維，要么提高聚乙烯密度等級(jí)，造成價(jià)格成本大幅增加；
[0008]②為了保證各項(xiàng)性能平衡，不出現(xiàn)明顯短板，同時(shí)保證成形過(guò)程順利，又必須增加新的添加料，于是添加料的種類和數(shù)量大幅增加，配料過(guò)程復(fù)雜化，不可控因素增加。
[0009]鑒于上述情況，
【申請(qǐng)人】認(rèn)為，可以同時(shí)從管道結(jié)構(gòu)和材質(zhì)配方上入手，在保證力學(xué)性能和化學(xué)性能的前提下，降低管道制備成本，簡(jiǎn)化制備工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種地下通信管道用塑料管，配方簡(jiǎn)單，制備工藝簡(jiǎn)單，成本相比現(xiàn)有管材增幅較小，但力學(xué)性能高有可觀的提升，抗老化性能有實(shí)質(zhì)提升。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0012]—種地下通信管道用塑料管，其組分按照質(zhì)量百分比計(jì)算，包括:
[0013]高密度聚乙烯:80%?90%，且高密度聚乙烯等級(jí)為100級(jí)或100級(jí)以上；
[0014]碳合金:I %?5%，且碳合金的碳含量大于等于0.6% ;
[0015]硅微粉:4%?9%;
[0016]無(wú)鹵阻燃劑:I %?5%;
[0017]Uv抗老化劑:I %?4 %，且uV抗老化劑由巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和011!1^880481組成，三者的質(zhì)量比為1:4:10
[0018]上述硅微粉包括結(jié)晶硅微粉，熔融硅微粉和方石英硅微粉，硅微粉的目數(shù)大于等于800目，S12含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于等于99.5%。
[0019]將原材料的粉末或者顆粒按照上述材料配比進(jìn)行混合，攪拌均勻后加入單螺桿擠壓成形機(jī)，成形溫度控制在160°C?300°C，后經(jīng)牽引拉出且水冷卻后直接出成品并切割成材。
[0020]另一方面，為了從結(jié)構(gòu)上改進(jìn)現(xiàn)有梅花管管道的力學(xué)性能，本發(fā)明在現(xiàn)有塑料管結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)，第一，要求塑料管管道外壁厚度大于內(nèi)壁厚度(管道外壁是指整根管道的外表面，內(nèi)壁是指整根管道的內(nèi)表面，通常情況下，一根塑料管管道由4根子圓管，或者5根子圓管，再或者6根子圓管組成，分別稱為4孔管，5孔管和6孔管)；第二，在管道上增加了加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的位置位于相鄰兩根圓管的相交處，且分布在相交線兩端，加強(qiáng)筋兩端面分別與兩根相交圓管外壁連接。
[0021]塑料管管道壁內(nèi)薄外厚，一方面可以減輕一定的自重(相對(duì)于增加加強(qiáng)筋后增加的重量)，另一方面節(jié)省了材料。
[0022]作為一種較優(yōu)的選擇，加強(qiáng)筋的截面呈扇形，其弧形外表面向外凸(即以兩根圓管的相交線為基準(zhǔn)，相交線的中點(diǎn)為原點(diǎn)，此時(shí)，弧形外表面的法線方向由原點(diǎn)指向弧形面外表面)。
[0023]作為一種較優(yōu)的選擇，加強(qiáng)筋的外表面的圓弧半徑為R8?R12，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致冷卻過(guò)程中管道變形報(bào)廢。
[0024]加強(qiáng)筋的材質(zhì)組分與塑料管管道材質(zhì)相同。
[0025]本發(fā)明的顯著進(jìn)步體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0026]1.本發(fā)明的塑料管管道不必在最外層套裝鋼管即可滿足強(qiáng)度要求，經(jīng)過(guò)測(cè)試，本發(fā)明的拉伸強(qiáng)度大于等于20MPa，高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T841.5-2008對(duì)于HDPE類管材的要求;管材剛度方面，本發(fā)明達(dá)到3000kPa，高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T841.5-2008的規(guī)定；扁平試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明垂直方向初始高度變形量為80 %時(shí)，立即卸載后試樣無(wú)破裂，其余指標(biāo)均滿足YD/T841.5-2008 的要求。
[0027]2.本發(fā)明在高密度聚乙烯的基礎(chǔ)上，添加的添加物數(shù)量少，價(jià)格相對(duì)較低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量控制簡(jiǎn)單易行。
[0028]3.本發(fā)明獨(dú)特的抗老化劑配方能夠?qū)嵸|(zhì)性提高成形管道的抗老化性能。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的4孔管道結(jié)構(gòu)示意圖(圖中直線相鄰圓管的相交線)；
[0030]圖2是本發(fā)明中4孔管道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的5孔管道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是本發(fā)明中5孔管道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中的6孔管道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6是本發(fā)明中6孔管道結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例1
[0036]如圖2所示，該地下通信用塑料管為4孔管道，包括4根圍和連接的圓管I，兩根相鄰圓管I的相交位置處，位于相交線4兩端分別設(shè)置有內(nèi)加強(qiáng)筋3和外加強(qiáng)筋2。圓管I的孔徑為28.0mm，管道內(nèi)壁厚2.4mm，管道外壁厚2.8mm。加強(qiáng)筋(包括內(nèi)加強(qiáng)筋3和外加強(qiáng)筋2)共有8塊，均為扇形，厚度為2.8mm，半徑為RlO。
[0037]上述管道的配料按照質(zhì)量百分比計(jì)，100級(jí)高密度聚乙烯:85% ;含碳量為％ 0.65的高碳鋼:1% ;800目結(jié)晶娃微粉:9% ;無(wú)鹵阻燃劑:3% ;uv抗老化劑(巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81組成，三者的質(zhì)量比為1:4:1):2%。均勻攪拌后，加入單螺桿擠壓機(jī)，在270 0C下成形，水冷至室溫后切割入庫(kù)。
[0038]實(shí)施例2
[0039]如圖4所示，該地下通信用塑料管為5孔管道，包括5根圍和連接的圓管I，兩根相鄰圓管I的相交位置處，位于相交線4兩端分別設(shè)置有內(nèi)加強(qiáng)筋3和外加強(qiáng)筋2。圓管I的孔徑為25.0mm，管道內(nèi)壁厚2.1_，管道外壁厚2.4_。加強(qiáng)筋(包括內(nèi)加強(qiáng)筋3和外加強(qiáng)筋2)共有10塊，均為扇形，厚度為2.4mm，半徑為R9。
[0040]上述管道的配料按照質(zhì)量百分比計(jì)，100級(jí)高密度聚乙烯:89%;含碳量為％0.6的碳合金:3% ；800目方石英娃微粉:4% ;無(wú)鹵阻燃劑:2% ;uv抗老化劑(巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81組成，三者的質(zhì)量比為1:4:1):2%。均勻攪拌后，加入單螺桿擠壓機(jī)，在280°C下成形，水冷至室溫后切割入庫(kù)。
[0041 ] 實(shí)施例3
[0042]如圖6所示，該地下通信用塑料管為6孔管道，包括6根圍和連接的圓管I，兩根相鄰圓管I的相交位置處，位于相交線4兩端分別設(shè)置有內(nèi)加強(qiáng)筋3和外加強(qiáng)筋2。圓管I的孔徑為32.0mm，管道內(nèi)壁厚2.4_，管道外壁厚2.7_。加強(qiáng)筋(包括內(nèi)加強(qiáng)筋3和外加強(qiáng)筋2)共有10塊，均為扇形，厚度為2.7mm，半徑為R8。
[0043]上述管道的配料按照質(zhì)量百分比計(jì)，100級(jí)高密度聚乙烯:80%;含碳量0.7%的碳合金:4% ;800目結(jié)晶娃微粉:8% ;無(wú)鹵阻燃劑:4% ;uv抗老化劑(巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81組成，三者的質(zhì)量比為I:4:1):4%0均勻攪拌后，加入單螺桿擠壓機(jī)，在280°C下成形，水冷至室溫后切割入庫(kù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地下通信管道用塑料管，其特征在于:所述塑料管中各組分按照質(zhì)量百分比計(jì)，包括: 高密度聚乙烯:80%?90%，且高密度聚乙烯等級(jí)為100級(jí)或100級(jí)以上； 碳合金:1 %?5 %，且碳合金的碳含量大于等于0.6%； 硅微粉:4%?9%; 無(wú)鹵阻燃劑:1 %?5%; Uv抗老化劑:1%?4%，且Uv抗老化劑由巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和011!1^880481組成，三者的質(zhì)量比為1:4:102.如權(quán)利要求1所述的一種地下通信管道用塑料管，其特征在于:所述硅微粉包括結(jié)晶硅微粉，熔融硅微粉和方石英硅微粉，硅微粉的目數(shù)大于等于800目，S12含量大于等于99.5%。3.—種如權(quán)利要求1或2所述地下通信管道用塑料管的制備方法，其特征在于:將權(quán)利要求I所述各組分按質(zhì)量百分比混合均勻后加入單螺桿擠壓成形機(jī)，成形溫度控制在160°C?300°C，后經(jīng)牽引拉出水冷卻后切割成材。4.一種地下通信管道用塑料管，包括圓管(I)，其特征在于:塑料管的外壁厚度大于內(nèi)壁厚度，相鄰圓管(I)的相交處，且在相交線(4)兩端設(shè)置有加強(qiáng)筋。5.如權(quán)利要求4所述的一種地下通信管道用塑料管，其特征在于:所述加強(qiáng)筋的截面呈扇形。6.如權(quán)利要求5所述的一種地下通信管道用塑料管，其特征在于:所述加強(qiáng)筋的外圓弧半徑為R8?R12。7.如權(quán)利要求6所述的一種地下通信管道用塑料管，其特征在于:所述加強(qiáng)筋的厚度與塑料管的外壁厚度相等，材質(zhì)組分與塑料管相同。
【文檔編號(hào)】C08K5/3475GK106084429SQ201610686637
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月18日 公開(kāi)號(hào)201610686637.X, CN 106084429 A, CN 106084429A, CN 201610686637, CN-A-106084429, CN106084429 A, CN106084429A, CN201610686637, CN201610686637.X
【發(fā)明人】謝建慶
【申請(qǐng)人】貴陽(yáng)甬鑫塑管制造有限公司