本发明涉及高分子材料
技术领域：
，特别涉及一种改性再生聚乙烯波纹管料及其制备方法。
背景技术：
：双壁波纹管具有重量轻、强度高、施工方便等优点，广泛应用于通信光电缆护套、建筑排水、市政排水、农田低压灌溉等领域。大口径排水、排污管材属于外承压管材，要求材料具有良好的刚性以满足承受外作用力的要求，同时为了满足运输、施工等需要，要求材料具有良好的柔韧性。目前国内主要通过添加改性母料如滑石粉或碳酸钙母料等方式提高材料的刚性，降低生产成本，但该方式制备的管材米重高、柔韧性、耐压性能较差，易在受外力冲击下发生脆裂，导致管材破损率高、使用不稳定、漏水等问题。同时，由于双壁波纹管无需满足内承压管道50年使用寿命要求，目前国内很多产品都是采用再生聚乙烯生产，管材制品性能如耐环境应力开裂性能、刚韧平衡性等较差，经常出现管材破裂污染土壤。中国专利CN201210472524公开了一种利用LLDPE改性废旧HDPE再生塑料制备的双壁波纹管及其方法，双壁波纹管由内层、外层组成，具体步骤如下：首先将废旧HDPE塑料进行前处理并制粒，然后再将LLDPE树脂、HDPE再生塑料颗粒、增强功能母料、炭黑母粒和消泡剂按比例混合均匀，通过挤塑加工，可制成双壁波纹管。但该发明成分及制备方法较复杂，成本较高，所用的增强母料主要是滑石粉或者碳酸钙等无机物，预期制备管材米重高、刚韧平衡性等较差。技术实现要素：本发明的一个目的是提供一种耐压性好、抗冲击性能优异且材料成本低的改性再生聚乙烯波纹管料以解决现有技术的不足。本发明的另一个目的是提供一种上述改性再生聚乙烯波纹管料的制备方法。本发明通过以下技术方案来实现发明目的：一种改性再生聚乙烯波纹管料，包括下列重量份的组分：再生聚乙烯给水管材料70-80份，再生聚乙烯功能母料10-20份和再生聚乙烯大中空容器料15-25份；所述再生聚乙烯PE80级聚乙烯给水管材料密度0.953-0.956g/cm3，熔体质量流动速率(5kg)0.5-0.6g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.950-0.957g/cm3，熔体质量流动速率(21.6kg)2.0-2.5g/10min。进一步地，所述再生聚乙烯功能母料由下列重量份的组分制成：再生聚乙烯地膜60-70份；再生防雾滴棚膜20-30份；再生聚乙烯瓶盖10-30份；炭黑母料3-4份；抗氧剂0.3-0.5份；消泡剂0.2-0.6份。进一步地，所述的再生聚乙烯地膜，密度为0.917～0.925g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)2.3～2.6g/10min，灰分<2％；所述的再生防雾滴棚膜，主要成分是EVA，相对含量75％-85％；LLDPE，相对15-25％含量，灰分<2％；所述的再生聚乙烯瓶盖，密度为0.950～0.960g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)3～4g/10min，灰分<2％。进一步地，，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物，两者的重量比为1：1；所述受阻酚类抗氧剂为四[β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯；所述亚磷酸酯类抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。进一步地，所述消泡剂为氧化钙，可以有效消除再生塑料中的水分及气体，提高组合物的稳定性和伸长率等。进一步地，所述炭黑浓度45-50％。进一步地，所述再生聚乙烯给水管材料为PE80级或PE100级。一种如上述改性再生聚乙烯波纹管料的制备方法，包括以下步骤：(1)再生塑料预处理按比例称取再生聚乙烯地膜、再生防雾滴棚膜和再生聚乙烯瓶盖，并将三种再生塑料经清洗、分离、干燥和粉碎后加入高速混合机；(2)原料混合按比例将炭黑母料、抗氧剂和消泡剂加入步骤(1)中的混合物中进行搅拌混合，混合条件为：搅拌转速为2000-2500转/分，搅拌时间6-10min，搅拌温度50-60℃；(3)母料造粒将步骤(2)中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出和造粒；(4)改性专用料制备将20-30份功能母料加入到再生聚乙烯波纹管料中，经高速混合机混匀后制得改性再生聚乙烯波纹管料。进一步地，所述步骤(2)中抗氧剂混合前先经60℃的甲醇或者乙醇溶解；所述步骤(3)中双螺杆挤出机的螺杆长径比为30～33；螺杆组合中有0-3段剪切块，其中包含0-1段反向剪切块；造粒温度为175-190℃；所述步骤(4)中搅拌转速为1500-2000转/分，搅拌时间3-5min，搅拌温度30-40℃。进一步地，所述步骤(3)中双螺杆挤出机的螺杆长径比为30，螺杆组合中有1段剪切块，造粒温度为190℃。本发明改性再生聚乙烯波纹管料的优点在于，以再生聚乙烯波纹管料与功能性母料的共混料为主要原料，全部以废旧塑料为主要原料，降低了生产成本，经济效益显著，但仍具有较高的断裂伸长率、冲击强度和弯曲模量，弯曲模量≥1167MPa，断裂伸长率≥604％，冲击强度可达39KJ/m2，波纹管材料的弯曲模量高具有高刚性能满足较高的外承压要求，较高冲击强度保证了材料的柔韧性能避免装卸时管材因跌落而破裂。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例1改性再生聚乙烯波纹管料，包括下列重量份的组分：再生PE80级聚乙烯给水管材料75份，再生聚乙烯功能母料15份，再生聚乙烯大中空容器料15份；其中，再生聚乙烯功能母料由下列重量份的组分制成，再生聚乙烯地膜68份，再生防雾滴棚膜23份，再生聚乙烯瓶盖14份，炭黑母料3.5份，抗氧剂0.4份和氧化钙0.4份，炭黑母料浓度为48％，抗氧剂1076及168各0.2份。再生PE80级聚乙烯给水管材料密度0.955g/cm3，熔体质量流动速率(5kg)0.55g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.954g/cm3，熔体质量流动速率(21.6kg)2.3g/10min；再生聚乙烯地膜密度为0.924g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)2.4g/10min，灰分1.1％；再生防雾滴棚膜中EVA相对含量80％，LLDPE相对含量20％，灰分1.2％；再生聚乙烯瓶盖，密度为0.951g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)3.9g/10min，灰分1.4％。制备方法如下：(1)再生塑料预处理按上述重量份数分别称取再生聚乙烯地膜、再生防雾滴棚膜和再生聚乙烯瓶盖，并将三种再生塑料经清洗、分离、干燥和粉碎后加入高速混合机；(2)原料混合抗氧剂采用60℃甲醇或者乙醇溶解后，按比例将炭黑母料、抗氧剂和氧化钙加入步骤(1)中的混合物中进行搅拌混合均匀，搅拌转速为2400转/分，搅拌时间8min，搅拌温度52℃；(3)母料造粒将步骤(2)中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出和造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为30，螺杆组合中有1段剪切块，造粒最高温度为190℃。(4)改性专用料制备将上述重量份数的再生聚乙烯功能母料加入到再生聚乙烯波纹管料中经高速混合机混匀，在32℃下以转速1500转/分搅拌3min后，制得改性再生聚乙烯波纹管料。实施例2改性再生聚乙烯波纹管料，包括下列重量份的组分：再生PE100级聚乙烯给水管材料72份，再生聚乙烯功能母料13份，再生聚乙烯大中空容器料23份；其中，再生聚乙烯功能母料由下列重量份的组分制成，再生聚乙烯地膜66份，再生防雾滴棚膜27份，再生聚乙烯瓶盖23份，炭黑母料3.5份，抗氧剂0.5份和氧化钙0.4份，炭黑母料浓度为48％，抗氧剂1076及抗氧剂168各0.25份。再生PE100级聚乙烯给水管材料密度0.958g/cm3，熔体质量流动速率(5kg)0.30g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.953g/cm3，熔体质量流动速率(21.6kg)2.1g/10min；再生聚乙烯地膜密度为0.924g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)2.4g/10min，灰分1.1％；再生防雾滴棚膜中EVA相对含量85％，LLDPE相对含量15％，灰分1.2％；再生聚乙烯瓶盖，密度为0.951g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)3.9g/10min，灰分1.4％。制备方法如下：(1)再生塑料预处理按上述重量份数分别称取再生聚乙烯地膜、再生防雾滴棚膜和再生聚乙烯瓶盖，并将三种再生塑料经清洗、分离、干燥和粉碎后加入高速混合机；(2)原料混合抗氧剂采用60℃甲醇或者乙醇溶解后，按比例将炭黑母料、抗氧剂和氧化钙加入步骤(1)中的混合物中进行搅拌混合均匀，搅拌转速为2500转/分，搅拌时间8min，搅拌温度57℃；(3)母料造粒将步骤(2)中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出和造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为33，螺杆组合中有1段剪切块，造粒最高温度为190℃。(4)改性专用料制备将上述重量份数的再生聚乙烯功能母料加入到再生聚乙烯波纹管料中经高速混合机混匀，在32℃下以转速1500转/分搅拌3min后，制得改性再生聚乙烯波纹管料。实施例3改性再生聚乙烯波纹管料，包括下列重量份的组分：再生PE80级聚乙烯给水管材料80份，再生聚乙烯功能母料19份，再生聚乙烯大中空容器料24份；其中，再生聚乙烯功能母料由下列重量份的组分制成，再生聚乙烯地膜69份，再生防雾滴棚膜22份，再生聚乙烯瓶盖29份，炭黑母料3.5份，抗氧剂0.5份和氧化钙0.4份，炭黑母料浓度为48％，抗氧剂1076及抗氧剂168各0.25份。再生PE80级聚乙烯给水管材料密度0.953g/cm3，熔体质量流动速率(5kg)0.50g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.956g/cm3，熔体质量流动速率(21.6kg)2.1g/10min；再生聚乙烯地膜密度为0.925g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)2.0g/10min，灰分1.1％；再生防雾滴棚膜中EVA相对含量77％，LLDPE相对含量23％，灰分1.2％；再生聚乙烯瓶盖，密度为0.955g/cm3，熔体质量流动速率(2.16kg)3.2g/10min，灰分1.4％。制备方法：各组分按上述重量份添加，搅拌转度、搅拌时间和搅拌温度等工艺参数等条件与实施例2完全相同。将由实施例1、实施例2和实施例3制得的改性再生聚乙烯波纹管料将进行以下性能测试：氧化诱导时间(OIT)按GB/T19466.6-2009进行测试，采用铝杯；拉伸屈服应力及断裂伸长率按GB/T1040.2-2006进行，压制试样，拉伸速度为50mm/min；耐环境应力开裂(ESCR)按照GB/T1842-2008进行测试，样品厚度为2mm；弯曲模量按GB/T9341-2008进行测试；简支梁缺口冲击强度按GB/T1043.1-2008进行测试，A型缺口，23℃。测试性能结果见表1：表1改性再生聚乙烯波纹管料的物理性能性能单位实施例1实施例2实施例3屈服强度MPa23.924.424.7断裂伸长率％604629645弯曲模量MPa116712271241冲击强度KJ/m2323335氧化诱导时间,200℃min333539ESCR,100％TX-10，50℃，F0h296283311由表1可见，改性再生聚乙烯排水管料的物理性能良好，弯曲模量≥1167MPa，断裂伸长率≥604％，冲击强度可达39KJ/m2，排水管要求较高的刚性以满足外承压要求，材料的弯曲模量高说明其刚性高；为了满足装卸要求，防止跌落时管材破裂，要求材料具有较高的柔韧性即冲击强度。以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3