專利名稱：一種復(fù)合雙壁波紋管及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合雙壁波紋管及其制備工藝，屬于排水用聚乙烯雙壁波紋管材技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
排水用聚乙烯雙壁波紋管材是以聚乙烯樹脂為主要原料，加入適量的助劑，經(jīng)擠出成型，適用于建筑物室外排水和市政排污用的新型管材。具有重量輕、排水阻力小、抗壓強度高、耐腐蝕、施工方便等優(yōu)點，是取代鑄鐵管和水泥管的理想材料。目前，在實際生產(chǎn)中管材環(huán)剛度與韌性往往存在矛盾，很難掌握環(huán)剛度與韌性的平衡性，高密度聚乙烯樹脂韌性好但剛性差，單獨使用聚乙烯生產(chǎn)的雙壁波紋管環(huán)剛度很難達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，抗壓強度小，很難滿足實際使用需求；而聚丙烯樹脂剛度較高但韌性差，尤其是在低溫環(huán)境下很容易發(fā)生脆性破壞，嚴(yán)重影響管材的使用壽命。


發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種復(fù)合雙壁波紋管管材，其在具有高環(huán)剛度的同時，又具有較強的韌性。本發(fā)明還提供了其制備工藝。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種復(fù)合雙壁波紋管，是由以下重量份的組分制成的聚乙烯和聚丙烯的混合物100份、偶聯(lián)劑1～20份、剛性粒子1～50份、黑色母料2～15份或藍(lán)色母料2～15份、消泡劑0～10份。
所述黑色母料是以碳黑、聚乙烯、分散劑為主要成分經(jīng)擠出成型的粒料(為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)母料，在此不再贅述)。
所述藍(lán)色母料是以鈦青藍(lán)、群青、聚乙烯、分散劑為主要成分經(jīng)擠出成型的粒料(為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)母料，在此不再贅述)。
優(yōu)選的配方是由以下重量份的組分制成的聚乙烯和聚丙烯的混合物100份、偶聯(lián)劑3～10份、剛性粒子3～10份、黑色母料2～6份、藍(lán)色母料2～6份、消泡劑3～9份；其中，聚乙烯和聚丙烯的混合物中，高密度聚乙烯占總重量的10～90％，聚丙烯占總重量的10～90％。
所述高密度聚乙烯為擠出級高密度聚乙烯。
所述聚丙烯為無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)、嵌段聚丙烯(PP-B)、均聚聚丙烯(PP-H)中的一種或它們的混合物。
所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或它們的混合物。
所述剛性粒子為無機剛性粒子碳酸鈣。
所述消泡劑為市售產(chǎn)品，如濟(jì)寧中天等。
一種復(fù)合雙壁波紋管的制備工藝，包括以下步驟 1)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚乙烯、聚丙烯、偶聯(lián)劑、剛性粒子、黑色母料或藍(lán)色母料和消泡劑，在80～90℃溫度下混合2～10分鐘，使其混合均勻； 2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至25～45℃，打入干燥料倉； 3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材； 4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型； 5)定長切割、包裝。
所述步驟3)中的工藝參數(shù)選擇如下機身溫度140～195℃，合流芯溫度170～160℃，機頭溫度185～200℃；主機一轉(zhuǎn)速10～100轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速10～100轉(zhuǎn)/分。
優(yōu)選的工藝條件為機身溫度185～190℃，合流芯溫度170～160℃，機頭溫度185～200℃；主機一轉(zhuǎn)速20～60轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速20～40轉(zhuǎn)/分。
本發(fā)明的復(fù)合雙壁波紋管材由于采用了聚丙烯與聚乙烯共混改性以及剛性粒子的使用，很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，即管材在具有高環(huán)剛度的同時，又具有較強的韌性；本發(fā)明的該管材與普通聚乙烯雙壁波紋管相比，其力學(xué)性能的顯著改善主要表現(xiàn)在環(huán)剛度顯著提高；環(huán)柔性增強。本發(fā)明的配方中加入的偶聯(lián)劑保證了剛性粒子與聚合物的相容性；聚乙烯與聚丙烯相容性較好，通過將兩者共混可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，即利用聚丙烯硬度高、聚乙烯韌性好的特點將兩者按一定比例物理混合，可得到硬度高而韌性好的復(fù)合樹脂基體。制品受到外力作用時，通過剛性粒子自身的變形引發(fā)銀紋一剪切帶并及時終止銀紋-剪切帶的增長、樹脂基體的塑型變形分散、消耗傳遞到制品內(nèi)部的沖擊能量，從而提高制品韌性。
本發(fā)明的制備方法，由于使用了聚丙烯、剛性粒子等成本較低的原料，因此具有制造成本低的特點。

具體實施例方式 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不是對本發(fā)明的限制。
實施例一種復(fù)合雙壁波紋管材它采用的材料有高密度聚乙烯、聚丙烯、偶聯(lián)劑、剛性粒子、黑色母料、藍(lán)色母料、消泡劑，其中，高密度聚乙烯為PE100型樹脂，各項性能指標(biāo)要求為熔體流動速率(190℃5kg)0.2-0.5g/10min；氧化誘導(dǎo)期≥20min；炭黑分散等級≤3。聚丙烯為無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)、嵌段聚丙烯(PP-B)、均聚聚丙烯(PP-H)中的一種或它們的混合物，由于該樹脂結(jié)晶度較高、材質(zhì)剛性大，可顯著提高管材的環(huán)剛度。偶聯(lián)劑的作用是對剛性粒子的表面改性，提高剛性粒子與聚合物的界面結(jié)合力，從而提高管材力學(xué)性能。在上述管材中還應(yīng)該在外壁原料中加入黑色母料和在內(nèi)壁原料中加入藍(lán)色母料，以滿足管材不透光的需要，還可使制品美觀，提高耐候性。
以下是本發(fā)明的各實施例的原料配比，各組分按千克計，如表1、表2所示 表1 表2 制備工藝如下 實施例1 1)按重量份，將擠出級高密度聚乙烯、無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)、硅烷偶聯(lián)劑、無機剛性粒子碳酸鈣、黑色母料、藍(lán)色母料、消泡劑(為市售產(chǎn)品，如濟(jì)寧中天，下同)在80℃溫度下混合3分鐘； 2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至35℃，打入干燥料倉； 3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材，工藝參數(shù)選擇如下機身溫度140℃，合流芯溫度160℃，機頭溫度185℃；主機一轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分； 4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型； 5)定長切割、包裝。
實施例2 1)按重量份，將高密度聚乙烯、嵌段聚丙烯(PP-B)、鋁酸酯偶聯(lián)劑、剛性粒子、黑色母料、藍(lán)色母料、消泡劑在90℃溫度下混合3分鐘。
2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至45℃，打入干燥料倉； 3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材，工藝參數(shù)選擇如下機身溫度195℃，合流芯溫度170℃，機頭溫度200℃；主機一轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分； 4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型； 5)定長切割、包裝。
實施例3 1)按重量份，將高密度聚乙烯、均聚聚丙烯(PP-H)、鈦酸酯偶聯(lián)劑、剛性粒子、黑色母料、藍(lán)色母料、消泡劑在85℃條件下混合3分鐘。
2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至40℃，打入干燥料倉； 3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材，工藝參數(shù)選擇如下機身溫度185℃，合流芯溫度162℃，機頭溫度190℃；主機一轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分； 4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型； 5)定長切割、包裝。
實施例4 1)按重量份，將高密度聚乙烯、聚丙烯(為PP-R和PP-B的1∶1混合物)、偶聯(lián)劑(為硅烷偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑1∶2混合物)、剛性粒子、黑色母料、藍(lán)色母料、消泡劑在82℃溫度下混合3分鐘； 2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至35℃，打入干燥料倉； 3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材，工藝參數(shù)選擇如下機身溫度190℃，合流芯溫度164℃，機頭溫度195℃；主機一轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分； 4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型； 5)定長切割、包裝。
實施例5 1)按重量份，將高密度聚乙烯、聚丙烯(為PP-R和PP-H 1∶1混合物)、偶聯(lián)劑(為鋁酸酯偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑1∶2混合物)、剛性粒子、黑色母料、藍(lán)色母料、消泡劑在88℃溫度下混合3分鐘； 2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至30℃，打入干燥料倉； 3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材，工藝參數(shù)選擇如下機身溫度160℃，合流芯溫度166℃，機頭溫度195℃；主機一轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分； 4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型； 5)定長切割、包裝。
實施例6 1)按重量份，將高密度聚乙烯、聚丙烯(為PP-R、PP-B和PP-H三者1∶2∶3混合物)、偶聯(lián)劑(為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑三者的1∶2∶1混合物)、剛性粒子、黑色母料、藍(lán)色母料、消泡劑在86℃溫度下混合3分鐘； 2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至25℃，打入干燥料倉； 3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材，工藝參數(shù)選擇如下機身溫度180℃，合流芯溫度168℃，機頭溫度193℃；主機一轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分； 4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型； 5)定長切割、包裝。
用本發(fā)明制得的復(fù)合雙壁波紋管材經(jīng)國家化學(xué)建材檢測中心檢測，滿足GB/T19472.2-2004的要求。本發(fā)明的復(fù)合雙壁波紋管材性能典型值見表3所示。
表3復(fù)合雙壁波紋管材性能典型值 將上述實施例1～6制備的復(fù)合雙壁波紋管材與普通PE雙壁波紋管相比較，其環(huán)剛度對比如表4～9所示。
表4實施1. 表5實施2. 表6實施3. 表7實施4. 表8實施5. 表9實施6. 將上述實施例1～6制備的復(fù)合雙壁波紋管材與普通PE雙壁波紋管相比較，其環(huán)柔性對比如表10～15所示。
表10實施1. 表11 實施2. 表12實施3. 表13實施4. 表14實施5. 表15實施6. 最后，應(yīng)當(dāng)指出的是，具體實施方式
是本發(fā)明比較有代表性的例子，顯然本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述實施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員以本發(fā)明中所公開提到的或是其聯(lián)想到的技術(shù)方案，均應(yīng)認(rèn)為是本專利所要保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合雙壁波紋管，其特征在于該管材是由以下重量份的組分制成的，聚乙烯和聚丙烯的混合物100份、偶聯(lián)劑1～20份、剛性粒子1～50份、黑色母料2～15份、藍(lán)色母料2～15份、消泡劑0～10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合雙壁波紋管，其特征在于該管材是由以下重量份的組分制成的，聚乙烯和聚丙烯的混合物100份、偶聯(lián)劑3～10份、剛性粒子3～10份、黑色母料2～6份、藍(lán)色母料2～6份、消泡劑3～9份；其中，聚乙烯和聚丙烯的混合物中，高密度聚乙烯占總重量的10～90％，聚丙烯占總重量的10～90％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合雙壁波紋管，其特征在于所述高密度聚乙烯為擠出級高密度聚乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)合雙壁波紋管，其特征在于所述聚丙烯為無規(guī)共聚聚丙烯、嵌段聚丙烯、均聚聚丙烯中的一種或它們的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)合雙壁波紋管，其特征在于所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)合雙壁波紋管，其特征在于所述剛性粒子為無機剛性粒子碳酸鈣。
7.權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)合雙壁波紋管的制備工藝，其特征在于包括以下步驟
1)按配方中各組分的份數(shù)稱取聚乙烯、聚丙烯、偶聯(lián)劑、剛性粒子、黑色母料、藍(lán)色母料和消泡劑，在80～90℃溫度下混合2～10分鐘，使其均勻；
2)將上述混合物放入冷混機中冷卻至25～45℃，打入干燥料倉；
3)將干燥料倉中的混合料用雙主機單螺桿設(shè)備擠出管材；
4)擠出的管材經(jīng)模塊、真空、冷卻成型；
5)定長切割、包裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合雙壁波紋管的制備工藝，其特征在于所述步驟3)中的工藝參數(shù)選擇如下機身溫度140～195℃，合流芯溫度170～160℃，機頭溫度185～200℃；主機一轉(zhuǎn)速10～100轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速10～100轉(zhuǎn)/分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種復(fù)合雙壁波紋管的制備工藝，其特征在于所述步驟3)中的工藝參數(shù)選擇如下機身溫度185～190℃，合流芯溫度170～160℃，機頭溫度185～200℃；主機一轉(zhuǎn)速20～60轉(zhuǎn)/分，主機二轉(zhuǎn)速20～40轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合雙壁波紋管，是由以下重量份的組分組成的聚乙烯聚丙烯混合物100份、偶聯(lián)劑3-10份、剛性粒子3-10份、黑色母料2-6份、藍(lán)色母料2-6份、消泡劑3-9份。其制備工藝為將上述各組分在高速混合機中混合均勻，在冷混機中混合均勻后，通過雙主機單螺桿擠出機擠出管材，經(jīng)模塊、真空、冷卻成型后；定長切割包裝。該復(fù)合雙壁波紋管材由于采用了聚丙烯與聚乙烯共混改性以及剛性粒子的使用很好的解決了剛韌平衡的問題，即管材在具有高環(huán)剛度的同時，又具有較高韌性。該管材所采用的原材料全部無毒，管材的衛(wèi)生性能好，該技術(shù)還具有生產(chǎn)工藝簡單的特點。
文檔編號B29C47/92GK101761710SQ20091025608
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者劉建龍, 滕謀勇, 侯典軍, 孫剛?cè)? 董克剛, 潘光巖 申請人:山東華信塑膠股份有限公司