本发明涉及PE管材料
技术领域：
，尤其涉及一种用于制备PE管的新型材料。
背景技术：
：随着国民经济的发展和城市化建设，人们的生活水平日益提高，对于健康生活的要求越来越高。目前，在农村地区所采用的排水方式一般为水泥管排水，在城市的某些地区，自来水输送管道还在采用铁质管道，这些铁质管道由于长时间的使用，其内壁已经累积了大量的铁锈或者腐蚀瘤，腐蚀垢还会削弱管道内的输水能力，导致居民用水出现红水、黄水现象，更严重的还容易造成潜在的病源微生物的残留，进而影响人们的身体健康。PE管材具有容易更换，耐酸碱等良好的性能已经逐渐进入千家万户，承担了居民输水系统网管的重要任务。然而，相关技术中采用的PE管材存在耐压性能差的缺陷，限制了PE管材的使用。技术实现要素：本发明旨在提供一种用于制备PE管的新型材料，以解决上述技术问题。本发明的上述目的通过以下技术方案得以实现：一种用于制备PE管的新型材料，由下列原料制成：低密度聚乙烯、石墨烯、硅钙镁(SCM)晶须、改性二氧化硅微珠、椰油酸二乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、聚氯乙烯树脂、海藻酸钠、耐寒增塑剂、硅灰石、硬脂酸钡、滑石粉、抗氧剂215，细菌纤维素粉和增强剂；其中，增强剂由下列原料制备而成：高密度聚乙烯、高密度聚氯乙烯、超细蒙脱石粉、碳纳米管、硅烷偶联剂、硬脂酸、二氧化钛纳米粉。相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明的制备工艺流程简单，过程可控，因此具有大规模潜在的生产应用前景。此外，本发明在生产制备过程中，加入了石墨烯，增强了由此制成的PE管的抗菌和耐受力；另外，在所用的原料中还添加了改性二氧化硅微珠和细菌纤维素粉，赋予了PE管材料通透性能优于现有技术中采用的PE管材用料，由于添加了细菌纤维素粉，因此通过本发明所提供的制备方法制备而成的PE管材的耐压力和机械性能大幅度提升，使其具有在强压力作用下，其仍然能保持良好的抗压和抗弯曲性能。因此，本发明具有大批量工厂加工生产应用的潜在能力。可以大规模推广。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。图1是本发明的制备过程工艺流程示意图。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。如图1所示，一种用于制备PE管的新型材料，由下列原料制成：低密度聚乙烯、石墨烯、硅钙镁(SCM)晶须、改性二氧化硅微珠、椰油酸二乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、聚氯乙烯树脂、海藻酸钠、耐寒增塑剂、硅灰石、硬脂酸钡、滑石粉、抗氧剂215，细菌纤维素粉和增强剂；其中，增强剂由下列原料制备而成：高密度聚乙烯、高密度聚氯乙烯、超细蒙脱石粉、碳纳米管、硅烷偶联剂、硬脂酸、二氧化钛纳米粉。本发明在生产制备过程中，加入了石墨烯，增强了由此制成的PE管的抗菌和耐受力；另外，在所用的原料中还添加了改性二氧化硅微珠和细菌纤维素粉，赋予了PE管材料通透性能优于现有技术中采用的PE管材用料，由于添加了细菌纤维素粉，因此通过本发明所提供的制备方法制备而成的PE管材的耐压力和机械性能大幅度提升，使其具有在强压力作用下，其仍然能保持良好的抗压和抗弯曲性能。因此，本发明具有大批量工厂加工生产应用的潜在能力。可以大规模推广。进一步地，本发明所述的用于制备PE管的新型材料由按下列组份数的原料制备而成：低密度聚乙烯30-35、石墨烯5-10、硅钙镁(SCM)晶须30-40、改性二氧化硅微珠5-15、椰油酸二乙醇酰胺30-35、月桂酸二乙醇酰胺20-25、聚氯乙烯树脂30-50、海藻酸钠25-28、耐寒增塑剂3-9、硅灰石5-8、硬脂酸钡10-14、滑石粉3-7、抗氧剂2150.5-1.2，细菌纤维素粉10-45和增强剂5-9；其中，增强剂由下列原料制备而成：高密度聚乙烯30-50、高密度聚氯乙烯20-25、超细蒙脱石粉10-15、碳纳米管5-10、硅烷偶联剂4-8、硬脂酸1-6、二氧化钛纳米粉5.5-11.5。进一步地，本发明所述的用于制备PE管的新型材料由按下列组份数的原料制备而成：低密度聚乙烯32、石墨烯8、硅钙镁(SCM)晶须35、改性二氧化硅微珠10、椰油酸二乙醇酰胺33、月桂酸二乙醇酰胺22.5、聚氯乙烯树脂40、海藻酸钠26、耐寒增塑剂5、硅灰石7、硬脂酸钡12.5、滑石粉5、抗氧剂2150.8，细菌纤维素粉25和增强剂6；其中，增强剂由下列原料制备而成：高密度聚乙烯40、高密度聚氯乙烯22.5、超细蒙脱石粉11.5、碳纳米管8、硅烷偶联剂8、硬脂酸5、二氧化钛纳米粉10。此外，本发明中所述的增强剂按下述方法制备而成：将硬脂酸和超细蒙脱石粉加入到高速搅拌机混合活化处理，将碳纳米管加入到硅烷偶联剂中搅拌均匀，然后将高密度聚乙烯、高密度聚氯乙烯、、二氧化钛纳米粉一起加入到活化后的超细蒙脱石粉内，高速混合均匀出料，最后将上述混合均匀的物料，投入双螺杆造粒机内进行造粒即得。本发明中所采用的改性二氧化硅微珠的制备方法为：称取适量的二氧化硅，置于烘箱中于150℃条件下干燥2h，然后将上述二氧化硅微粒加入到0.5M的柠檬酸钠溶液中，搅拌反应2min，然后加入质量分数为10％的氯化镉溶液混合均匀，置于磁力搅拌器上边搅拌边加入浓度为5mg/L的氢氧化钠强碱性溶液调节pH至8～10，持续反应2h，使用滴液漏斗加入氯化镉溶液5倍的质量浓度为30％的硫脲溶液，持续反应4h，高速离心后，将沉淀物依次用去离子水、无水乙醇、75％乙醇和超纯水清洗，置于温度为30℃的超声容器中超声分散，重复离心过程，然后置于马弗炉中500℃条件下烘干3h，即得到改性二氧化硅微珠。在本发明中，还提供了制备上述新型材料的工艺方法，如图1所示，所述的PE管新型材料的制备方法包括以下步骤：步骤一、称量：按照原料组份称取原料；步骤二、第一次捏合：将低密度聚乙烯、硅钙镁(SCM)晶须、改性二氧化硅微珠、聚氯乙烯树脂、耐寒增塑剂、海藻酸钠、硅灰石加入到真空捏合机中，捏合时间为40-45min；步骤三、第二次捏合：将石墨烯、椰油酸二乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸钡、滑石粉、抗氧剂215，细菌纤维素粉和增强剂加入到步骤二所制得的混合物料中，继续捏合45～50min，即可出料；步骤四、成品：将由步骤三制得的出料置于双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出各区的温度为100～200℃，主机转速为305rpm/min，出料、干燥、切粒即得。本发明还提供一种由上述的一种用于制备PE管的新型材料制成的PE管，采用上述配方制成的PE管的性能如下表1所示。表1PE管综合性能测试表本发明还提供了一个对比实施例，采用下述原料制成PE管，按下列组份数的原料制备而成：低密度聚乙烯32、硅钙镁(SCM)晶须35、椰油酸二乙醇酰胺33、月桂酸二乙醇酰胺22.5、聚氯乙烯树脂40、海藻酸钠26、耐寒增塑剂5、硅灰石7、硬脂酸钡12.5、滑石粉5、抗氧剂2150.8和增强剂6；其中，增强剂由下列原料制备而成：高密度聚乙烯40、高密度聚氯乙烯22.5、超细蒙脱石粉11.5、硅烷偶联剂8、硬脂酸5、二氧化钛纳米粉10。采用上述配方制成的PE管的性能如下表2所示。表2对照例PE管综合性能测试表内容技术指标测定值环刚度/KPa≥814.6扁平试验压至外径变形40％，无破裂无破裂液压试验无渗漏、不破裂轻微渗漏、轻微破裂蠕变率％≤43.65拉伸屈服应力/MPa12.0断裂标称应变，％539简支梁缺口冲击强度(23℃)/(kJ.m-2)46由上表1和表2所示，由本发明所述的配方和方法制备而成的PE管材的机械性能非常优异，在现有技术中只采用炭黑或者玻璃纤维进行添加，以增强PE管材的韧性；而将石墨烯、改性二氧化硅微珠、细菌纤维素粉和碳纳米管进行添加的方式在相关技术中未见记载，由于细菌纤维素具有的凝胶性质，一般仅将其运用于生物医药领域，而用于PE管材的制备中尚输首次，采用本发明所述制成的PE管材的环刚度较现有技术中最高的14.6提高至20.69，提高了41.7％；此外，还具有较高的拉伸屈服应力，且表现出优异的耐冲击性能。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页1 2 3