一种增强hdpe双壁波纹管及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种增强HDPE双壁波纹管及其制备方法，所述增强HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成：高密度聚乙烯100份、木粉40～60份、钛酸酯偶联剂1～3份、三元乙丙橡胶7～9份、其中，所述木粉的目数为80～110目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70～90，其乙烯丙烯比为（55:45）～（65:35）；本发明制备得到的增强HDPE双壁波纹管具有较好的低温冲击韧性、刚性好、环刚度高、抗蠕变能力优异，同时具有较低的成本，具有广阔的应用前景。
【专利说明】一种增强HDPE双壁波纹管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及塑料管材【技术领域】，具体涉及一种增强HDPE双壁波纹管及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着我国国民经济持续稳定的高速增长，为城镇基础设施建设提供了良好的宏观 环境和广阔空间。随着我国对于环境保护的日益重视，从中央到地方各级政府出台了一系 列节水、治污保护环境的政策法规。供水、节水、排水及污水治理将成为今后城市市政建设 的重点，这为大口径塑料管的推广应用提供了市场发展空间。由于结构壁管可以节省原料， 降低成本，因此结构壁管已经成为大口径排水排污管道的主流产品。我国用于排水和排污 管道的U-PVC双壁波纹管有刚度好，价格低等优点；但是也有低温冲击性能差的缺点，特别 在北方冬季施工时非常容易破损。而HDPE双壁波纹管在低温韧性上有明显的优势，但由于 PE材料特性，其刚性较水泥管差，管材的环刚度和抗蠕变能力较PVC波纹管差，在长期使用 过程中，容易受重力变形，影响产品使用寿命。
[0003] 现有技术中很少涉及同时具有低温韧性、刚性、环刚度以及抗蠕变能力均较好的 增强HDPE双壁波纹管材；因此，开发一种增强HDPE双壁波纹管材，具有很大意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种增强HDPE双壁波纹管及其制 备方法，该增强HDPE双壁波纹管具有较好的低温冲击韧性、刚性好、环刚度高、抗蠕变能力 优异，同时具有较低的成本，具有广阔的应用前景。
[0005] 本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的： 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 40?60份； 钛酸酯偶联剂 1?3份； 三元乙丙橡胶 7?9份； 其中，所述木粉的目数为80?110目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70?90,乙烯丙 烯比为（55:45)?（65:35); 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线即采用两级组合脉冲气流进行干燥，具体过程为：在 120?180°C烘干1?3小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至常温后与钛酸酯偶联剂混合， 加热至60?70°C，在800?1100转/分速度下搅拌分散5?7分钟，然后加入三元乙丙 橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与高密度聚乙烯混合均匀，然后输送至挤出 机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0006] 在本发明中，由于木粉干燥具有产量大但干燥温度不能太高的特点，干燥温度过 高容易起火，采用传统的干燥设备很难满足大生产的要求。因此本发明中的木粉干燥采用 专用的干燥生产线，即采用两级组合脉冲气流干燥。在干燥时，湿木粉通过加料器连续地进 入第一级脉冲气流干燥器下端的干燥管中。在干燥管内，木粉被高速热空气冲散并向上移 动，物料与气流充分地接触，水分被快速蒸发。木粉通过干燥管后被旋风分离器收集，再进 入第二级脉冲气流干燥器，再次进行干燥，有效地延长了物料的干燥时间并取得了很好的 效果。
[0007] 发明人在实验过程中发现，木粉的目数对管材的低温韧性、刚性、环刚度以及抗蠕 变能力影响较大；木粉目数较小，表面粗糙度高，结构疏松，由于高密度聚乙烯为非极性，而 木粉为极性，两者的相容性差，高密度聚乙烯熔体不易向木粉中渗透，木粉周围容易形成空 洞缺陷；而当木粉目数过大时，木粉粒径小，易团聚，这些缺陷形成应力集中，在较小的作用 下，容易断裂，而80?110目的木粉，粒径适中，与高密度聚乙烯相容性好，此时冲击强度和 弯曲强度最好。
[0008] 进一步优选地，所述木粉的目数为100目。
[0009] 优选地，所述高密度聚乙烯为聚乙烯PN049。
[0010] 发明人发现当加入较高门尼值的三元乙丙橡胶时，可以显著提高管材的拉伸强 度和撕裂强度，而且在熔融状态下，能够更好的和填料混合；另外，乙烯和丙烯的比例不 同，对管材性能也有一定影响，当乙烯比例过高时，管材的拉伸强度较高，但低温特性较差， 而丙烯比例更高时，好处就是更好的加工性能，更好的低温特性以及更好的压缩形变等， 但拉伸强度较低。综合考虑，本发明采用的三元乙丙橡胶的门尼值为70?90,乙烯丙烯 比为（55:45)?（65:35);进一步优选地，所述三元乙丙橡胶的门尼值为90门尼（ML1±4 125° )，乙烯丙烯比为60 :40。
[0011] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明制备得到的HDPE双壁波纹管 不仅在低温韧性上有明显的优势，同时通过调节配方中EPDM的含量、其门尼值及选择EPDM 中的乙烯丙烯比，以及木粉目数的选择等制备得到的HDPE双壁波纹管的刚性好、环刚度 高、抗蠕变能力强，在长期使用过程中，不会因重力变形，从而延长产品的使用寿命；同时生 产成本低，具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例对本发明做进一步的描述。这些实施例仅是对本发明的典型描 述，但本发明不限于此。下述实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使 用的原料，试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。
[0013] 实施例1 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 钛酸酯偶联剂 1份； 三元乙丙橡胶 7份； 其中，所述木粉的目数为80目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70,乙烯丙烯比为57: 43 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在120°C烘干3小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至60°C，在1100转/分速度下搅拌分散7分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0014] 实施例2 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 50份； 钛酸酯偶联剂 2份； 三元乙丙橡胶 8份； 其中，所述木粉的目数为100目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为80,乙烯丙烯比为 60:40 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在180°C烘干1小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至70°C，在800转/分速度下搅拌分散5分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0015] 实施例3 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 60份； 钛酸酯偶联剂 3份； 二兀乙丙橡胶 9份； 其中，所述木粉的目数为110目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为90,乙烯丙烯比为 61:39 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在160°C烘干2小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至65°C，在1000转/分速度下搅拌分散6分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0016] 对照例1 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 20份； 钛酸酯偶联剂 1份； 三元乙丙橡胶 7份； 其中，所述木粉的目数为100目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70,乙烯丙烯比为57 : 43 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在120°C烘干3小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至60°C，在1100转/分速度下搅拌分散7分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0017] 对照例2 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 钛酸酯偶联剂 1份； 三元乙丙橡胶 7份； 其中，所述木粉的目数为20目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70,乙烯丙烯比为57: 43 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在120°C烘干3小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至60°C，在1100转/分速度下搅拌分散7分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0018] 对照例3 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 钛酸酯偶联剂 1份； 三元乙丙橡胶 7份； 其中，所述木粉的目数为300目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70,乙烯丙烯比为57 : 43 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在120°C烘干3小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至60°C，在1100转/分速度下搅拌分散7分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0019] 对照例4 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 钛酸酯偶联剂 1份； 三元乙丙橡胶 7份； 其中，所述木粉的目数为100目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为25,乙烯丙烯比为 75:25 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在120°C烘干3小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至60°C，在1100转/分速度下搅拌分散7分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0020] 对照例5 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 钛酸酯偶联剂 1份； 三元乙丙橡胶 7份； 其中，所述木粉的目数为100目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为130,乙烯丙烯比为 67:28 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用专用烘干生产线在120°C烘干3小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至 常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至60°C，在1100转/分速度下搅拌分散7分钟，然后加入 三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混合料与聚乙烯PN049混合均匀，然后输 送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双壁波纹管。
[0021] 对照例6 一种增强HDPE双壁波纹管，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量份的原料组成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 钛酸酯偶联剂 1份； 三元乙丙橡胶 7份； 其中，所述木粉的目数为100目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70,乙烯丙烯比为57 : 43 ； 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 所述木粉采用专用烘干生产线在120°C烘干1小时，使其水分低于300mg/kg，冷却至常 温后与钛酸酯偶联剂、三元乙丙橡胶与聚乙烯PN049搅拌均匀，然后输送至挤出机，塑化挤 出、模具成型即得产品。
[0022] 实施例1?3及对照例1?6制备所得到的增强HDPE双壁波纹管的性能如表1 所示：
【权利要求】
1. 一种增强HDPE双壁波纹管，其特征在于，所述HDPE双壁波纹管的配方由下述重量 份的原料组成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 40?60份； 钛酸酯偶联剂 1?3份； 三元乙丙橡胶 7?9份； 其中，所述木粉的目数为80?110目；所述三元乙丙橡胶的门尼值为70?90,乙烯丙 烯比为（55:45)?（65:35); 所述HDPE双壁波纹管的制备方法包括如下步骤： 将所述木粉采用两级组合脉冲气流干燥，在120?180°C烘干1?3小时，使其水分低 于300mg/kg，冷却至常温后与钛酸酯偶联剂混合，加热至60?70°C，在800?1100转/分 速度下搅拌分散5?7分钟，然后加入三元乙丙橡胶，搅拌均匀后自动冷却；然后将上述混 合料与高密度聚乙烯混合均匀，然后输送至挤出机，塑化挤出、模具成型即得增强HDPE双 壁波纹管。
2. 根据权利要求1所述的增强HDPE双壁波纹管，其特征在于，所述木粉的目数为100 目。
3. 根据权利要求1所述的增强HDPE双壁波纹管，其特征在于，所述高密度聚乙烯为聚 乙烯PN049。
4. 根据权利要求1所述的增强HDPE双壁波纹管，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的门 尼值为90,乙烯丙烯比为60 :40。
【文档编号】C08K5/10GK104371167SQ201410615158
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】代营伟, 李锦松, 代卫东 申请人:河南联塑实业有限公司