一种阻燃pe填充母料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种阻燃PE填充母料，由下列重量份的组分原料制成：低密度聚乙烯30?40、重质碳酸钙50?60、硅钙镁(SCM)晶须4?6、硬脂酸锌0.5?0.8、十溴二苯醚1?2、二甲基硅油0.2?0.4、十二烷基苯磺酸钠1?2、PE蜡3?4、硬脂酸1?2、抗氧剂225 0.2?0.4、增强剂10?15。采用常规双螺杆挤出机进行挤出造粒。添加本发明的母料加工出的波纹管具有阻燃性能好、环刚度高、质量轻、抗氧化性强、用料省、施工安装方便和耐高低温性能好等优点。
【专利说明】
一种阻燃PE填充母料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及波纹管填充母料领域，具体涉及一种阻燃PE填充母料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的发展和城市建设，大口径塑料排水管道替代传统水泥管道，需求 日益强劲。但是1米以上大口径塑料管道的环刚度是亟待解决的难题。为满足工程对管道 环刚度的要求，厂家一般采用内衬钢板或者加厚管壁的办法解决，这种办法成本高，工艺复 杂。
[0003] 硅钙镁(简称SCM )晶须是一种新型结构的硅酸盐材料，呈一维单晶体结构，直 径为0· 2~0· 8μπι，长度为20~60 μπι，具有极高的力学性能，其拉伸强度高达1. 2 GPa，拉伸弹性模量高达32 GPa，用作塑料的填料具有明显的增强和增刚作用。目前被广 泛用作排水管、污水管、地下电缆管、农业排灌管的高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管是一种 外壁呈波纹状、内壁光滑的新颖管材，与同规格同强度的其它类管材相比具有用料省、刚 性高、弯曲性优良，以及高抗冲、高抗压等特点，已在相当范围内取代了传统的钢管、铸铁 管、水泥管、石棉管和普通塑料管。但是，目前困扰大口径双壁波纹管的最大问题是环刚度 低。现在国产双壁波纹管的最大内径为710 mm，有关设备厂家正在大力开发口径1 600mm 的生产线，这对管材材料的性能提出了更高的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种阻燃PE填充母料及其制备方法。本发明的填充母料添 加到制备波纹管的原料中，加工出的波纹管具有落锤冲击强度高、环刚度高、质量轻、抗氧 化性强、用料省、施工安装方便和耐高低温性能好等优点。
[0005] 本发明采用的技术方案如下： 一种阻燃PE填充母料，其特征在于，由下列重量份的组分原料制成：低密度聚乙烯 30-40、重质碳酸钙50-60、硅钙镁(SCM)晶须4-6、硬脂酸锌0.5-0.8、十溴二苯醚1-2、二甲基 硅油0.2-0.4、十二烷基苯磺酸钠1-2、PE蜡3-4、硬脂酸1-2、抗氧剂225 0.2-0.4、增强剂10-15， 所述的增强剂由下列重量份的组分原料制成:高密度聚乙烯10-15、无碱玻纤20-30、 超细滑石粉20_30、ABS高胶粉10-12、石蜡4-6、氧化石墨烯10-15、硅烷偶联剂0.8-1.0、硬脂 酸 1-2、弹性体 Ρ0Ε 10-15; 所述增强剂的制备方法:将硬脂酸和超细滑石粉加入到高速搅拌机混合活化处理，将 石蜡熔融把硅烷偶联剂加入其中搅拌均匀，然后将ABS高胶粉、高密度聚乙烯、氧化石墨烯、 弹性体Ρ0Ε及余下物料一起加入到活化后的滑石粉内，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，即为增强剂。
[0006] 所述的一种阻燃PE填充母料，其特征在于：由下列重量份的组分原料制成：低密 度聚乙烯35、重质碳酸钙55、硅钙镁(SCM)晶须5、硬脂酸锌0.6、十溴二苯醚1.5、二甲基硅油 0.3、十二烷基苯磺酸钠1.5、PE蜡3.5、硬脂酸1.5、抗氧剂225 0.3、增强剂14， 所述的增强剂由下列重量份的组分原料制成:高密度聚乙烯13、无碱玻纤25、超细滑 石粉25、ABS高胶粉11、石蜡5、氧化石墨烯14、硅烷偶联剂0.9、硬脂酸1.5、弹性体POE 14。
[0007] 所述的一种阻燃PE填充母料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 按配方比例称取各组分原料； (2) 将低密度聚乙烯、硅钙镁(SCM)晶须、硬脂酸锌、十溴二苯醚、二甲基硅油、十二烷 基苯磺酸钠、PE蜡，先加入到高速捏合机中，高速捏合15-25min，然后将重质碳酸钙、硬脂 酸、抗氧剂、增强母料等余下组分加入到混料中，继续高速捏合搅拌20_30min，出料； (3 )将放出的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出各区温度：一区温度（135~145) 。(：，二区温度（145~160) °C，三区温度（160~170) °C，四区温度（170~175) °C，五区温度 (175~185)°C，六七区温度（165~185)°C，主机转速为200~260r/min，出料、挤出后冷却、 干燥，切粒，即可。
[0008] 所述的一种阻燃PE填充母料，其特征在于:所述的硅钙镁(SCM)晶须由四川绵阳正 业新型材料有限公司生产。
[0009] 有益效果： 本发明的填充母料，在配方中添加有硅钙镁(SCM)晶须，硅钙镁(SCM)晶须与聚乙烯复 合能提高波纹管的环刚度，十溴二苯醚的掺入使得添加该母料的复合PE材料的具有阻燃的 效果，复合抗氧剂的添加增加了波纹管的抗氧化性，自制增强剂的加入，大大提高了塑料的 拉伸强度、挠曲强度和弹性模量，同时还可以提高热变形温度、尺寸稳定性，减低了大口径 波纹管的生产加工成本。添加本发明的母料加工出的波纹管具有环刚度高、质量轻、抗氧化 性强、阻燃、用料省、施工安装方便和耐高低温性能好等优点。
[0010]本申请采用ABS高胶粉、硅烷偶联剂对氧化石墨烯改性，增加氧化石墨烯与塑料材 料的相容性，起到增强作用，其中在造粒时，氧化石墨烯受到高温作用，也相当于改性，增加 了其分散性，提高了与塑料复合稳定性。
【具体实施方式】
[0011] 一种阻燃PE填充母料，由下列重量(kg)的组分原料制成：低密度聚乙烯35、重质 碳酸钙55、硅钙镁(SCM)晶须5、硬脂酸锌0.6、十溴二苯醚1.5、二甲基硅油0.3、十二烷基苯 磺酸钠1.5、PE蜡3.5、硬脂酸1.5、抗氧剂225 0.3、增强剂14， 增强剂由下列重量(kg)的组分原料制成:高密度聚乙烯13、无碱玻纤25、超细滑石粉 25、ABS尚|父粉11、石錯5、氧化石墨稀14、硅烷偶联剂0.9、硬脂酸1.5、弹性体POE 14。
[0012] 阻燃PE填充母料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按配方比例称取各组分原料； (2) 将低密度聚乙烯、硅钙镁(SCM)晶须、硬脂酸锌、十溴二苯醚、二甲基硅油、十二烷基 苯磺酸钠、PE蜡，先加入到高速捏合机中，高速捏合15-25min，然后将重质碳酸钙、硬脂酸、 抗氧剂、增强母料等余下组分加入到混料中，继续高速捏合搅拌20-30min,出料； (3 )将放出的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出各区温度：一区温度（135~145) 。(：，二区温度（145~160) °C，三区温度（160~170) °C，四区温度（170~175) °C，五区温度 (175~185)°C，六七区温度（165~185)°C，主机转速为200~260r/min，出料、挤出后冷却、 干燥，切粒，即可。
[0013] 其中，增强剂的制备方法:将硬脂酸和超细滑石粉加入到高速搅拌机混合活化处 理，将石蜡熔融把硅烷偶联剂加入其中搅拌均匀，然后将ABS高胶粉、高密度聚乙烯、氧化石 墨烯、弹性体Ρ0Ε及余下物料一起加入到活化后的滑石粉内，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，即为增强剂。
[0014] 硅钙镁(SCM)晶须由四川绵阳正业新型材料有限公司生产。
[0015]在HDTO双壁波纹管内、外层配方中加入本发明的填充母料30份制得厚度为3.5 mm、内径为600 mm的双壁波纹管，并对其综合性能进行了测试，其结果如表1所示。
[0016]表1 HDPE/填充母料双壁波纹管的综合性能
由表1可以看出，将本发明的填充母料与HDPE共混，能提高双壁波纹管的环刚度，HDPE 双壁波纹管的蠕变率低，"米重"小。
【主权项】
1. 一种阻燃PE填充母料，其特征在于，由下列重量份的组分原料制成：低密度聚乙烯 30-40、重质碳酸钙50-60、硅钙镁(SCM)晶须4-6、硬脂酸锌0.5-0.8、十溴二苯醚1-2、二甲基 硅油0.2-0.4、十二烷基苯磺酸钠1-2、PE蜡3-4、硬脂酸1-2、抗氧剂225 0.2-0.4、增强剂10-15， 所述的增强剂由下列重量份的组分原料制成：高密度聚乙烯10-15、无碱玻纤20-30、 超细滑石粉20_30、ABS高胶粉10-12、石蜡4-6、氧化石墨烯10-15、硅烷偶联剂0.8-1.0、硬脂 酸 1-2、弹性体 POE 10-15; 所述增强剂的制备方法:将硬脂酸和超细滑石粉加入到高速搅拌机混合活化处理，将 石蜡熔融把硅烷偶联剂加入其中搅拌均匀，然后将ABS高胶粉、高密度聚乙烯、氧化石墨烯、 弹性体POE及余下物料一起加入到活化后的滑石粉内，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，即为增强剂。2. 根据权利要求1所述的一种阻燃PE填充母料，其特征在于：由下列重量份的组分原料 制成：低密度聚乙烯35、重质碳酸钙55、硅钙镁(SCM)晶须5、硬脂酸锌0.6、十溴二苯醚1.5、 二甲基硅油0.3、十二烷基苯磺酸钠1.5、PE蜡3.5、硬脂酸1.5、抗氧剂225 0.3、增强剂14， 所述的增强剂由下列重量份的组分原料制成：高密度聚乙烯13、无碱玻纤25、超细滑 石粉25、ABS高胶粉11、石蜡5、氧化石墨烯14、硅烷偶联剂0.9、硬脂酸1.5、弹性体POE 14。3. 如权利要求1所述的一种阻燃PE填充母料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 按配方比例称取各组分原料； (2) 将低密度聚乙烯、硅钙镁(SCM)晶须、硬脂酸锌、十溴二苯醚、二甲基硅油、十二烷 基苯磺酸钠、PE蜡，先加入到高速捏合机中，高速捏合15-25min，然后将重质碳酸钙、硬脂 酸、抗氧剂、增强母料等余下组分加入到混料中，继续高速捏合搅拌20_30min，出料； (3 )将放出的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出各区温度：一区温度（135~145) 。(：，二区温度（145~160) °C，三区温度（160~170) °C，四区温度（170~175) °C，五区温度 (175~185)°C，六七区温度（165~185)°C，主机转速为200~260r/min，出料、挤出后冷却、 干燥，切粒，即可。4. 根据权利要求1所述的一种阻燃PE填充母料，其特征在于:所述的硅钙镁(SCM)晶须 由四川绵阳正业新型材料有限公司生产。
【文档编号】C08K3/04GK105968483SQ201610111728
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】季琨, 舒玉法, 马刚, 姚艳芳, 舒峰, 马勇
【申请人】安徽玉发塑业有限公司