一种HDPE-PA合金技术多功能双壁波纹管加工工艺的制作方法

文档序号:15681808发布日期:2018-10-16 20:38阅读:808来源:国知局

本发明涉及技术领域,尤其涉及一种hdpe-pa合金技术多功能双壁波纹管加工工艺。



背景技术:

中国塑料管道市场在过去的10年中经历了快速的增长。但是,塑料管材用于埋地排水排污的应用仅仅从1998年开始。虽然在“十二五”的规划中,我国的供水和排水写入了发展规划的范畴中,但我国的埋地排水排污管网的建设在很多城市仍然非常落后。如:城市暴雨过后形成严重的城市内涝反映出了这样的问题,所以在未来的几年内,我国的排污管网的改造必将成为重点、普遍性的改造项目。

城市中生活用水、工业用水、雨水都需要排水系统来收集和输送,现代化城市需要完善的城市排水设施,如果排水排污管道使用寿命短,渗漏严重,造成二次污染,不仅是资源的浪费,而且是对地下水的二次污染。我国早期对城市排水排污管道的建设投资不足,70%以上的城市市政排水排污管网是20世纪80年代以前铺设的,主要材质是平接口的混凝土管、铸铁管、陶制管以及用砖石砌成的暗渠。目前大部分已年久失修,管道腐烂、接头渗漏极为严重,管道破损、塌陷、堵塞时有发生,排水管网的渗漏和修复对城市环境和城市地下水的污染极为严重。据统计,我国90%以上的城市水环境恶化,95%以上的城市地下水不符合饮水标准,水污染成为城市的隐形“杀手”,排污管道的渗漏已成为最大的污染源之一。

本世纪在管道材料工程领域里发生了一个真正的革命性进步,这场革命发生在聚合物科学领域里,即,以塑代钢。聚乙烯树脂在这场革命中起了重要作用。由于,塑料管道具有耐腐蚀,使用寿命厂,水流阻力小、节约能耗,重量轻,施工方便,日常维护简单,综合工程造价低,因此具有极强的竞争优势。在国外,聚乙烯树脂管道已得到广泛应用,人们从中获得了巨大的经济和社会效益。在我国,推广使用新型建材也是重要国策之一。

近几年来,由于我国化学工业的高速发展、新兴化学建材的优良的性能、再加上国家的大力扶植,使我国在塑料管材方面得到很大的发展。由于工艺特点或材料特点,upvc双壁波纹管和传统的hdpe双壁波纹管所能生产的口径较小,upvc材质的双壁波纹管≤dn500,而传统的hdpe双壁波纹管的口径也主要在dn600以下,由于传统的单一hdpe材质特性导致双壁波纹管的极致性能也仅仅略高于国家标准,很难满足在排污管网铺设的过程中的一些铺设要求。如在一些地理条件恶劣的,经常发生土壤沉降,管道需要埋设比较深的情况下,需要管道拥有足够的刚性和韧性来抵御土壤施加的压力,标准的hdpe双壁波纹管很难达到环刚度的要求。传统的双壁波纹管的应用已经难以适应我国城市建设的需要。所以我们需要发起一场关于管材材料的改革。重点开发新型复合类新型塑料管道,已经刻不容缓。

于此同时在塑料应用领域,由于传统塑料性能的单一性已经渐渐难以满足市场多样化的需求。塑料合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。塑料合金产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本,已成为塑料工业中最为活跃的品种之一,增长十分迅速。但是在管道加工领域仍是一片空白。



技术实现要素:

有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种hdpe-pa合金技术多功能双壁波纹管加工工艺,是引用了高分子合金技术,将hdpe和pa6有效的复合在一起,从而使材料拥有于hdpe和pa6两种材料的优点有效的解决了传统hdpe管材强度低,韧性差,温缩性大,不耐腐蚀,对小分子气体阻隔性差的缺点,进一步拓宽了塑料合金的应用范围。

为实现上述目的,本发明提供了一种hdpe-pa合金技术多功能双壁波纹管加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、将晶须硅和kh550活化处理,具体为将kh550和酒精及水按一定比例稀释后,调节ph值到9,将溶液均匀的喷洒在晶须硅表面,共混30min进行活化处理;

步骤2、共混及烘干,先在搅拌锅内按一定比例,加入pa6后加入活化处理过的晶须硅,然后依次加入hdpe、ldpe、swj-1b,先高速搅拌20min后,80℃烘干3h待用;

步骤3、挤出成型,对于管径不同的双壁波纹管,挤出机、成型机均采用不同的速度,温度设置和溶体压力也不同。

优选地,所述ldpe的添加量为5-10%之间。

优选地,所述pa6的加入量15%。

优选地,所述swj-1b的加入量5%。

优选地,所述晶须硅的添加量为10%。

本发明的有益效果是:

本发明引用了高分子合金技术,将hdpe和pa6有效的复合在一起,从而使材料拥有于hdpe和pa6两种材料的优点有效的解决了传统hdpe管材强度低,韧性差,温缩性大,不耐腐蚀,对小分子气体阻隔性差的缺点,进一步拓宽了塑料合金的应用范围。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明的晶须硅和kh550活化处理的原理图。

具体实施方式

如图1所示,一种hdpe-pa合金技术多功能双壁波纹管加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、将晶须硅和kh550活化处理,具体为将kh550和酒精及水按一定比例稀释后,调节ph值到9,将溶液均匀的喷洒在晶须硅表面,共混30min进行活化处理,活化处理的原理如图2所示:

步骤2、共混及烘干,先在搅拌锅内按一定比例,加入pa6后加入活化处理过的晶须硅,然后依次加入hdpe、ldpe、swj-1b,先高速搅拌20min后,80℃烘干3h待用;

步骤3、挤出成型,对于管径不同的双壁波纹管,挤出机、成型机均采用不同的速度,温度设置和溶体压力也不同。在双壁波纹管的加工成型中,外层的高分子熔体在内部空气和外部真空的结合下被吹起来填满成型模块,第一个波的形成中,材料需要更多的拉伸,从而很快填满模块来形成真空系统,如果第一个波的成型顺利,那么后面的波形就会形成的更容易,因此此时可采取更低的压力,对材料的拉伸较小,避免出现熔体破裂,熔体强度对波纹的成型很重要。hdpe的拉伸强度和模量都要小于hdpe/pa6的,其熔体强度也要略低,因此在hdpe/pa合金管材成型时需要更高的成型压力。参数要做出相应的调整如表1所示:

表1

如表1所示:300和600的双壁波纹管,是在hdpe的成型机上,这空度达到-0.05,对于内部空气压力,合金管材可以略大,挤出机速度对于外层更快,温度控制上,由于合金中pa6的存在,导致温度都要略高于hdpe,熔体压力也要略高一些,但如果使用不同熔指的hdpe,或者不同的成型机、螺杆设计,结果都肯能会不一样。

配方的确定经过反复的试验得出以下结论:

1、合金材料的拉伸性能,随着ldpe的含量,拉伸强度直线下降,弹性模量也直线下降,但材料的韧性,抗寒性直线上升,经过反复的试验,最终结果确定为ldpe的添加量为5-10%之间达到合理数值。

2、pa6的加入对材料的拉伸强度和弹性模量有着显著的提升,但随着pa6的含量增加,材料的低温韧性降低,材料成本却上升,因此经过反复的测算实验,最终确定为pa6的加入量15%产品达到最优指标。

3、swj-1b的添加量根据hdpe/pe的比例,添加量为5%。

4、晶须硅的添加,对材料的硬度及拉伸性能有显著的提升,但随着添加达到10%后,材料冲击性能开始下降,因此为保持材料具有良好的韧性,晶须硅的添加量为10%。

最终形成的配方和hdpe管材生产配方材料及产品的物性表如下:

表2标准hdpe材料和hdpe/pa6合金配方材料比较

表3hdpe和高强度hdpe/pa合金双壁波纹管性能比较

经对管道的环刚度进行了比较,测试遵照is0969,此外hdpe和高强度合金双壁波纹管的抗冲和环柔都符合en13476的规定,如上表所示:同样的米重下,高强度合金双壁波纹管300mm,环刚度增加了30%,600mm,环刚度增加了46.6%。

高强度hdpe/pa合金双壁波纹管,是针对非承压埋地排水排污管道应用的创新材料,使用该材料生产的管道具有优异的性能:

1、高刚性;

2、优异的柔性来抵御外部载荷;

3、易于安装,柔性连接;

4、抗酸碱腐蚀

5、优异的长期耐久性

6、对污水管网的有害气体有良好的阻隔性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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