一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料管道领域，具体是指一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法。
【背景技术】
[0002]塑料管道由于其优异的性能，已经广泛应用在各领域如工程给排水、能源采暖系统、燃气管道系统等，但是随着社会的进步及国民生活水平的提高，对管道的性能特别是综合性能的要求日益提高。在生产过程中，由于聚乙烯原料的结晶速度，晶体不均匀等问题造成加工中管材壁厚不均和力学性能差等缺陷，怎么样保证聚乙烯在加工成为管道后还保持原料原有的力学性能，是摆在塑料加工行业面前的一道难题。
[0003]在管道制备原料中添加成核剂，使产品力学性能得到提升是一种解决方案，目前成核剂种类繁多，主要包括无机类成核剂和有机类成核剂。
[0004]申请号为200610118073.6的专利公开了一种β晶型成核剂，其成核效果良好，取得较好的效果，但其成本却较高。
[0005]申请号为201310376134.9和201010164416.9的专利分别公开了在塑料制品中添加酞青蓝能增加塑料制品的品质，但其没有突显出酞青蓝作为成核剂的功效。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决PE管材的生产过程中由于聚乙烯原料的结晶速度，晶体不均匀等问题造成加工中管材壁厚不均和力学性能差等缺陷。
[0007]本发明是通过如下技术方案如下:
一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其步骤包括:
(1)将成核剂进行表面处理:其工艺是将成核剂进行研磨过筛1800~2000目，再进行表面润湿2~4分钟；
(2)将步骤(I)中所述的10-30重量份数的经过表面处理的成核剂粉料，加入到100重量份数的聚乙烯树脂中，混合并经0.05-0.5重量份数的分散剂分散后再挤出造粒制得改性聚乙烯共混母粒；
(3)将步骤(2)中所述的0.1-1重量份数的改性聚乙烯共混母粒同100重量份数的聚乙烯树脂搅拌均匀后，挤出成型制得用成核剂改性的聚乙烯管材。
[0008]所述成核剂分为无机类成核剂和有机类成核剂，其中无机类成核剂主要有滑石粉、氧化钙、炭黑、碳酸钙、云母、无机颜料、高岭土及催化剂残渣等；有机类成核剂主要有羧酸金属盐类、磷酸金属盐类、山梨醇苄叉衍生物、高熔点聚合物型成核剂、β晶型成核剂；优选的，所述成核剂为有机颜料酞青蓝。
[0009]所述分散剂为石蜡、聚乙烯蜡或脂肪酸类分散剂；优选的，所述分散剂为聚乙烯蜡。
[0010]所述步骤(2)中的混合是利用Z形捏合机、高速混合机、开炼机或密炼机混合20?30min。
[0011]所述步骤(2)中的挤出造粒是利用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或行星螺杆挤出机进行挤出，挤出温度在170~210°C。
[0012]所述步骤(3)中挤出聚乙烯管材采用本领域现有技术进行挤出。
[0013]本发明的有益效果是:本发明充分利用聚乙烯管材产业上现有的设备，只需在配方上利用少量改性的成核剂粒料即可在加工过程中加快了管材结晶速度，使得管材中晶体更加细小均匀，相对于未添加成核剂的聚乙烯管材，拉伸强度提高了 20%以上，断裂伸长率提高了 40%以上；另外该改性原料还能解决管材加工过程中更易成型，壁厚更加均匀。
【具体实施方式】
[0014]一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其中本本发明中各实施例的测量方法按照标准GB/T8804.3-2003进行测量。
[0015]实施例1
本发明实施例提供一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法:
首先，称取酞青蓝(巴斯夫K7090) Ikg进行研磨，研磨至过1800目筛，然后用水进行浸泡2分钟,浙干备用。
[0016]将上述经过表面处理的酞青蓝加入到1kg的聚乙烯树脂中，搅拌混合，再往其中加入分散剂聚乙烯蜡0.005Kg，混合后再挤出造粒，得到改性聚乙烯共混母粒。
[0017]将称取上述改性聚乙烯共混母粒0.1kg与100kgPN049聚乙烯树脂中，通过高速混合机进行充分混合搅拌20min，采用单螺杆挤出机进行挤出，单螺杆挤出的四个的区的温度分别为:一区180~190°C，二区180~190°C，三区为190~200，四区为180~190°C，挤出得到成核剂改性的聚乙烯管材。
[0018]本发明实施例所得聚乙烯管材的拉伸强度为29.6MPa，断裂伸长率为691 %。
[0019]实施例2
本发明实施例提供一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法:
首先，称取酞青蓝(巴斯夫K7090) 1.5kg进行研磨,研磨至过2000目筛,然后用水进行浸泡3分钟，浙干备用。
[0020]将上述经过表面处理的酞青蓝加入到1kg的聚乙烯树脂中，搅拌混合，再往其中加入分散剂聚乙烯蜡0.025Kg，混合后再挤出造粒，得到改性聚乙烯共混母粒。
[0021 ] 将称取上述改性聚乙烯共混母粒0.5kg与100kgPN049聚乙烯树脂中，通过高速混合机进行充分混合搅拌25min，采用单螺杆挤出机进行挤出，单螺杆挤出的四个的区的温度分别为:一区180~190°C，二区180~190°C，三区为190~200，四区为180~190°C，挤出得到成核剂改性的聚乙烯管材。
[0022]本发明实施例所得聚乙烯管材的拉伸强度为31.2MPa，断裂伸长率为783%。
[0023]实施例3
本发明实施例提供一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法:
首先，称取酞青蓝(巴斯夫K7090) 3kg进行研磨，研磨至2000目筛，然后用水进行浸泡4分钟，浙干备用。
[0024]将上述经过表面处理的酞青蓝加入到1kg的聚乙烯树脂中，搅拌混合，再往其中加入分散剂聚乙烯蜡0.05Kg，混合后再挤出造粒，得到改性聚乙烯共混母粒。
[0025]将称取上述改性聚乙烯共混母粒Ikg与100kgPN049聚乙烯树脂中通过高速混合机进行充分混合搅拌30min，采用单螺杆挤出机进行挤出，单螺杆挤出的四个的区的温度分别为:一区180~190°C，二区180~190°C，三区为190~200，四区为180~190°C，挤出得到成核剂改性的聚乙烯管材。
[0026]本发明实施例所得聚乙烯管材的拉伸强度为30.1MPa,断裂伸长率为708 %。
[0027]实施例4
直接使用PN049聚乙烯原料采用单螺杆挤出机进行挤出，单螺杆挤出的四个的区的温度分别为:一区180~190°C，二区180~190°C，三区为190~200，四区为180~190°C，挤出得到未添加成核剂改性的聚乙烯管材，作为对照组，本实施例中所得聚乙烯管材的拉伸强度为24.5MPa,断裂伸长率为486%。
[0028]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此而限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效改造，或直接或间接运用本发明以外的其他相关领域，均可视为在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于:所述工艺包括如下步骤: (1)将成核剂进行表面处理:其工艺是将成核剂进行研磨过筛1800~2000目，再进行表面润湿2~4min ； (2)将步骤(I)中所述的10-30重量份数的经过表面处理的成核剂粉料，加入到100重量份数的聚乙烯树脂中，混合并经0.05-0.5重量份数的分散剂分散后再挤出造粒制得改性聚乙烯共混母粒； 将步骤(2)中所述的0.1-1重量份数的改性聚乙烯共混母粒同100重量份数的聚乙烯树脂搅拌均匀后，挤出成型制得用成核剂改性的聚乙烯管材。
2.根据权利要求1所述一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于:所述成核剂分为无机类成核剂和有机类成核剂，其中无机类成核剂主要有滑石粉、氧化钙、炭黑、碳酸钙、云母、无机颜料、高岭土及催化剂残渣等；有机类成核剂主要有羧酸金属盐类、磷酸金属盐类、山梨醇苄叉衍生物、高熔点聚合物型成核剂、β晶型成核剂。
3.根据权利要求1或2所述一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于所述成核剂为有机颜料酞青蓝。
4.根据权利要求1所述一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于:所述分散剂为石蜡、聚乙烯蜡或脂肪酸类分散剂。
5.根据权利要求1或4所述一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法:其特征在于:所述分散剂为聚乙烯蜡。
6.根据权利要求1所述一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于:所述成核剂经表面处理后可以按比例直接加入到聚乙烯树脂中进行混合，经分散剂分散后挤出成型直接得到成核剂改性的聚乙烯管材。
7.根据权利要求1所述一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中的混合是利用Z形捏合机、高速混合机、开炼机或密炼机混合20~30min。
8.根据权利要求1所述一种用成核剂改性的聚乙烯管材的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中的挤出造粒是利用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或行星螺杆挤出机在170~210°C进行挤出。
【专利摘要】本发明公开了一种用成核剂改性的聚乙烯管材制备方法，其成核剂为有机颜料酞青蓝，其工艺是首先将酞青蓝进行研磨并润湿，再将其与10-30份重量的聚乙烯树脂进行混合并用PE蜡进行分散，挤出造粒后得到改性聚乙烯母粒，再将0.1-1重量份的改性聚乙烯母粒与100kg聚乙烯树脂进行混合，挤出成型得成核剂改性的聚乙烯管材，本发明所得的产品与相对于未添加聚乙烯管材，拉伸强度提高了20%以上，断裂伸长率提高了40%以上；另外该改性原料还能解决管材加工过程中更易成型，壁厚更加均匀。
【IPC分类】C08K9-00, C08L23-06, C08J3-22
【公开号】CN104650440
【申请号】CN201510062810
【发明人】陈厚忠
【申请人】湖北金牛管业有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月6日