一种抗刮擦pe复合管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于管材制备技术领域，具体涉及一种抗刮擦PE复合管及其制备方法，广 泛应用于给水、燃气、排污、矿山、化工、电力等非开挖领域。
【背景技术】
[0002] 随着非开挖铺设以及无砂铺设的快速发展，PE管道以其优异的柔韧性成为非开挖 和无砂铺设管道的首选。然而，施工过程中人为的拖拽引起的刮伤以及周围环境例如石头 等尖锐物体顶住管材外表面造成的点载荷，都会形成应力集中区而产生银纹，银纹可进一 步增长发展成裂纹而导致管道破坏。因此提高管道外表面的抗刮擦性能非常重要，可避免 管道留下划痕而埋下安全隐患。
[0003] 国内外针对PE管材抗刮擦方面的研究有很多。最为普遍的是超韧PElOO-RC材料 (己烯-乙烯共聚的双峰分子量分布的聚乙烯）的开发，目前主要的PE100-RC材料包括道达 尔石化的XRC20B XSC50 Orange和北欧化工的HS3490-LS-H。济南长虹则有超高分子量超韧 增强聚乙烯管道等。这类产品抗刮擦性能提升有限，且产品造价普遍较高，不易大范围推 广。另外，在PE管表面复合聚丙烯(PP)防护层，外层PP可一定程度上阻止管道损伤以及内层 PE的裂纹。但外层PP低温脆性大，与内层PE有明显分层现象，在非开挖铺设时因拖拽易造成 移位、脱落等，而起不到保护层的作用，且其连接时需要剥层熔接，操作不便。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种耐刮擦、抗蠕变且连接方便 的抗刮擦PE复合管及其制备方法，它主要用于给水、燃气、排污、矿山、化工、电力等非开挖 铺设领域。
[0005] 所述的一种抗刮擦PE复合管，包括由普通聚乙烯材料成型的均质聚乙烯管主体， 其特征在于均质聚乙烯管主体表面增加一层交联聚乙烯保护层，其特征在于所述交联聚乙 烯保护层厚度为均质聚乙烯管主体壁厚的10~15%。
[0006] 所述的一种抗刮擦PE复合管，其特征在于所述均质聚乙烯管主体的强度为PE100 级材料或者PE80级材料。
[0007] 所述的一种抗刮擦PE复合管，其特征在于所述交联聚乙烯保护层由以下重量份的 原料组分制成： 交联聚乙烯90~100份硅酮类外润滑添加剂0.05~0.2份 遥爪型亲水基团聚合物添加剂0.1~0.5份抗氧剂1010 0.1~0.5份 抗氧剂168 0.1~0.5份线性低密度聚乙烯2~6份。
[0008] 所述的一种抗刮擦PE复合管，其特征在于所述交联聚乙烯保护层由以下重量份的 原料组分制成： 交联聚乙烯92~98份硅酮类外润滑添加剂0.08~0.16份 遥爪型亲水基团聚合物添加剂0.2~0.4份抗氧剂1010 0.2~0.4份 抗氧剂168 0.2~0.4份线性低密度聚乙烯3-5份。
[0009] 所述的一种抗刮擦PE复合管，其特征在于所述交联聚乙烯保护层由以下重量份的 原料组分制成： 交联聚乙烯95份硅酮类外润滑添加剂0.12份 遥爪型亲水基团聚合物添加剂0.3份抗氧剂1010 0.3份 抗氧剂168 0.3份线性低密度聚乙烯4份。
[0010] 所述的一种抗刮擦PE复合管，其特征在于所述遥爪型亲水基团聚合物添加剂为羧 甲基纤维素钠。
[0011] 所述的一种抗刮擦PE复合管，其特征在于硅酮类外润滑添加剂为聚二甲基硅氧 烷。
[0012] 所述的抗刮擦PE复合管的制备方法，其特征在于所述生产工艺如下：按配比将交 联聚乙烯保护层的材料各组分搅拌均匀后，加入挤出机内采用反应挤出工艺，在均质聚乙 烯管主体外层共挤一层轻度交联的交联聚乙烯保护层，形成紧密复合的一体结构，得到抗 刮擦PE复合管，交联聚乙烯保护层采用自主交联工艺，该交联聚乙烯外保护层放置6-12天 即能达到65%以上的交联度。
[0013] 所述的抗刮擦PE复合管的制备方法，其特征在于反应挤出交联聚乙烯保护层的工 艺温度为140~230°C，轻度交联的交联度< 15%。
[0014] 所述的抗刮擦PE复合管的制备方法，其特征在于挤出机反应挤出交联聚乙烯保护 层的螺杆转速20rpm~lOOrpm，熔压控制在15~30MPa。
[0015]通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下： 1) 本发明得到的一种抗刮擦PE复合管，以交联聚乙烯作为外保护层，由于采用了特殊 的交联聚乙烯添加剂遥爪型亲水基团聚合物，能够与聚合物分子链上的硅醇反应，阻止硅 醇与硅醇之间发生的交联反应，从而阻止聚合物熔体粘度升高，解决了交联聚乙烯管材生 产过程中，特别是大口径(D > 63mm)管材挤出生产过程中的预交联现象，使管材内外壁表面 光滑，生产连续性提高；同时由于遥爪型亲水基团聚合物的存在，在静置过程中对空气中水 分的吸附，从而加速硅醇的交联，使得交联聚乙烯放置一段时间后即可达到较高的交联度； 2) 本发明的交联聚乙烯保护层采用自主交联工艺，即不需要通过热水或者热蒸汽提高 外层PEX-b的交联度，直接放置12天可达到65%以上的交联度，省去了高温水浴或蒸汽蒸煮 的步骤，使本发明的复合管生产方法相对简洁，便于加工操作，而且反应挤出工艺温度为 140~230°C，螺杆转速20rpm~IOOrpm，熔压控制在15~30MPa，能避免产生杂质； 3) 本发明制得的抗刮擦PE复合管复合效果好，交联聚乙烯保护层与均质聚乙烯管主体 较好地复合成一体，避免了非开挖施工时内管与外管的剥离脱落现象的发生，加工性能优 异，工艺难度系数相对较低，生产效率高，而且通过本发明生产工艺得到的产品合格率高， 提升了产品质量，外层交联聚乙烯保护层形成空间网状结构，提高管道的整体抗刮擦性能， 使用周期长。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的结构示意图； 图2是图1中A方向的横截面图。
[0017] 图中：1-均质聚乙烯管主体，2-交联聚乙烯保护层。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明： 如图1和图2所示，本发明的一种抗刮擦PE复合管，包括由普通聚乙烯材料成型的均质 聚乙烯管主体1，该均质聚乙烯管主体1表面增加一层交联聚乙烯保护层2,且交联聚乙烯保 护层2厚度为均质聚乙烯管主体1壁厚的10~15%，该均质聚乙烯管主体1的强度为PE100级 材料或者PE80级材料;所述交联聚乙烯保护层2由以下重量份的原料组分制成:交联聚乙烯 90~100份、硅酮类外润滑添加剂0.05~0.2份、遥爪型亲水基团聚合物添加剂0.1~0.5份抗 氧剂1010 0.1~0.5份、抗氧剂168 0.1~0.5份、线性低密度聚乙烯2~6份； 其制备方法如下:按配比将交联聚乙烯保护层2的材料各组分搅拌均匀后，加入挤出机 内采用反应挤出工艺，140~230°C温度下在均质聚乙烯管主体1外层共挤一层轻度交联的交 联聚乙烯保护层2,轻度交联为交联度<15%，形成紧密复合的一体结构，所述挤出机反应挤 出交联聚乙稀保护层2的螺杆转速20rpm~lOOrpm，恪压控制在15~30MPa，得到抗刮擦PE复合 管，交联聚乙烯保护层2采用自主交联工艺，该交联聚乙烯外保护层放置6-12天即能