一种滚塑成型埋地制品用聚乙烯复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚乙烯复合材料，特别涉及一种滚塑成型埋地制品用聚乙烯复合 材料。
【背景技术】
[0002] 滚塑成型是一种利用旋转的模具进行加工的塑料加工方式，其加工过程是，将塑 料粉末或浆料投入模具，闭合后的模具在设备上进行旋转或摇摆，同时通过明火或热风对 模具外部进行加热，塑料粉末或浆料在受热的状态下在模内内部翻转、流动，温度达到软化 点后逐步涂布到模具内表面，熔融并凝结，将模具放于自然环境下或通过水、雾、风等介质 进行冷却后拆模取出制品。滚塑成型中90%以上制品使用聚乙烯粉末进行加工。由于滚塑 加工的特性决定，通常注塑、吹塑工艺可以使用的高强度工程塑料如ABS、PA、PBT等，不能大 范围在滚塑中应用。
[0003] 滚塑成型工艺被广泛应用于埋地的大型制品，如化粪池、检查井、管道接头、污水 处理箱。由于回填土压力、地下水压力及路面载荷等压力因素的长期存在，对于塑料埋地部 件有着较高的抗压要求和抗压曲稳定性的要求，因此埋地制品对其材料的强度要求很高。 在现有技术方案中，解决这一问题的方案有：加强结构设计、增加壁厚、选用刚度较好的 HDPE材料制造等，这些都带来了效果有限，成本上升、工艺性有缺陷的问题。
[0004] 玻纤增强聚乙烯有着很好的强度及较低的成本，其制作方法是业内公开的技术， 该材料也被使用在滚塑加工中，如CN103012938A《工具箱及其制备方法》和CN102453277B 《增强聚烯烃滚塑组合物及其制备方法》。但申请人在研究中发现，单纯使用玻纤增强材料 进行滚塑加工，会造成产品粘膜，无法脱模，内外表面非常毛糙等缺陷，而这些缺陷在现有 技术方案中无法解决。美国滚塑专家保罗?纽金特在其著作《滚塑加工指南》中，也指出了 类似问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种滚塑成型埋地制品用聚乙烯复合材料，由该材料通过 滚塑工艺加工的制品，具备高强度、易脱模和内外表面光滑的特点。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] -种滚塑成型埋地制品用聚乙烯复合材料，所述聚乙烯复合材料由以下质量百分 比计的组分混合制成：线性低密度聚乙烯细粉10-30%，玻纤增强高密度聚乙烯粉末40%-80%，线性低密度聚乙烯粗粉10-30%。
[0008] 发明人在研究中发现，制备出不同粒径的线性低密度聚乙烯粉末和玻纤增强高密 度聚乙烯粉末，通过简单混合的方式进行一次滚塑成型加工，可较好的解决目前玻纤增强 聚乙烯材料在滚塑加工中存在的问题。由于滚塑加工中，模具面先受热，温度最高，利用玻 纤增强高密度聚乙烯粉末粒径较大，附着模具晚，同时线性低密度聚乙烯细粉粉末粒径小， 容易受热附着模具的特点，使得线性低密度聚乙烯细粉先附着在模具上形成制品外层，随 后玻纤增强高密度聚乙烯粉末形成中间层，最后线性低密度聚乙烯粗粉形成制品内层。这 样一次成型一种三层互溶结构的制品，即体现了玻纤增强高密度聚乙烯的刚性特点，又解 决了脱模困难、内外表面不光管的缺陷。
[0009] 本发明通过使用线性低密度聚乙烯细粉、玻纤增强高密度聚乙烯粉末和线性低密 度聚乙烯粗粉混合的方式，制作成一种滚塑成型埋地制品用聚乙烯复合材料，使用该材料 加工的滚塑制品，具有高强度、易脱模、内外表面光滑等的特点。
[0010] 作为优选，所述线性低密度聚乙烯细粉，堆积密度为0.250-0.500g/cm3,粉体流动 性仝 30s/100g，粒径分布D98 < 300wn，D10 2 90_。
[0011] 控制线性低密度聚乙烯细粉的参数如堆积密度、粉体流动性、熔体流动速率、粒径 分布的作用主要是使用滚塑加工工艺可以顺利成型，制品缺陷少。此外，粒径的控制是材料 形成分层的核心因素。
[0012] 作为优选，所述玻纤增强高密度聚乙烯粉末由以下质量百分比计的组分混合制 成:高密度聚乙烯40-94%，无碱玻璃纤维5%-50%，马来酸酐接枝聚乙烯1%-10%。
[0013] 作为优选，所述高密度聚乙烯密度0.940-0.965g/cm3。
[0014]作为优选，所述玻纤增强高密度聚乙烯粉末堆积密度0.250-0.500g/cm3,粉体流 动性 < 25s/100g，粒径分布D98 < 600wn，D10 2 250wii。
[0015] 控制玻纤增强高密度聚乙烯粉末的参数如堆积密度、粉体流动性、熔体流动速率、 粒径分布的作用主要是使用滚塑加工工艺可以顺利成型，制品缺陷少。此外，密度和粒径的 控制是材料形成分层的核心因素。
[0016] 作为优选，所述线性低密度聚乙烯粗粉，堆积密度为0.250-0.500g/cm3,粉体流动 性仝 30s/100g，粒径分布D98 < 2000wn，D10 2 600ym。
[0017] 控制线性低密度聚乙烯粉末的参数如堆积密度、粉体流动性、熔体流动速率、粒径 分布的作用主要是使用滚塑加工工艺可以顺利成型，制品缺陷少。此外，粒径的控制是材料 形成分层的核心因素。
[0018] 一种滚塑成型埋地制品用聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019] a.将高密度聚乙烯、无碱玻璃纤维和马来酸酐接枝聚乙烯按配比在双螺杆造粒机 中制造成玻纤增强高密度聚乙烯颗粒；
[0020] b.将造粒好的玻纤增强高密度聚乙烯颗粒在塑料磨粉机中进行研磨，制成玻纤增 强高密度聚乙烯粉末;工艺参数为筛网筛孔直径600mi，磨盘转速3800rpm，磨盘出口温度< 65。。。
[0021] c.将线性低密度聚乙烯在塑料磨粉机中进行研磨，制成线性低密度聚乙烯细粉； 工艺参数为筛网筛孔直径600mi，磨盘转速3800rpm，磨盘出口温度< 65°C。
[0022] d.将线性低密度聚乙烯在塑料磨粉机中进行研磨，制成线性低密度聚乙烯粗粉； 工艺参数为磨粉机筛分装置放置两层筛网，上筛网筛孔直径2000M1，下筛网孔径600M1，磨 盘转速3800rpm，磨盘出口温度< 65 °C。
[0023] e.将线性低密度聚乙烯细粉、玻纤增强高密度聚乙烯粉末及线性低密度聚乙烯粗 粉按配比混合均匀。
[0024] 作为优选，步骤a中双螺杆造粒机加工工艺参数为：温度150_200°C，转速400-600rpm，机头压力0 ? 1-0 ? 5MPa。
[0025] 作为优选，步骤e中混合的工艺参数为转速5-50rpm，混合时间3-20min。
[0026]本发明的聚乙烯复合材料应用于埋地用滚塑制品的制造，所述埋地用滚塑制品为 化粪池、检查井或污水处理箱。
[0027]本发明的有益效果是：
[0028] (1)本发明的聚乙烯复合材料为滚塑成型专用材料，由该材料通过滚塑工艺加工 的制品，具备高强度、易脱模和内外表面光滑的特点。
[0029] (2)本发明的制备方法简单，无需复杂设备，易实现工业化操作。
【具体实施方式】
[0030] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0031] 本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。 下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0032] 本发明使用的材料均为市售产品。其线性低密度聚乙烯的优选牌号为泰国暹罗公 司的LLDPE 3804RU，高密度聚乙烯的优选牌号为华锦公司的HDPE 5070,无碱玻璃纤维的优 选牌号为巨石集团的ER13-2000-988A，马来酸酐接枝聚乙烯的优选牌号为南通日之升公司 的CMG9801。
[0033] 本发明的原材料符合以下条件:所述线性低密度聚乙烯细粉，堆积密度为0.250-0.500g/cm3,粉体流动性< 30s/100g，粒径分布D98 < 300iim，D10 2 90M1。所述高密度聚乙稀 密度0.940-0.965g/cm3。所述玻纤增强高密度聚乙烯粉末堆积密度0.250-0.500g/cm 3，粉体 流动性< 25s/100g，粒径分布D98 < 600_，D10 2 250_。所述线性低密度聚乙烯粗粉，堆积 密度为0.250-0.50(^/〇113，粉体流动性<308/10(^，粒径分布098< 2000_，010 2 600_。
[0034] 在本发明的基础上，添加通用特征的抗氧剂、脱模剂、颜色、阻燃剂、成核剂等改进 方案，均不改变本发明的有效性。
[0035] 实施例1
[0036]将高密度聚乙烯94Kg、无碱玻璃纤维5Kg和马来酸酐接枝聚乙烯lKg，按配方比例 在双螺杆造粒机中制造成玻纤增强高密度聚乙烯颗粒，工艺参数为:温度150-200°C，转速 600rpm，机头压力O.IMPa。将造粒好的玻纤增强高密度聚乙烯颗粒在塑料磨粉机中进行研 磨，制成玻纤增强高密度聚乙烯粉末，工艺参数为筛网筛孔直径600M1，磨盘转速3800rpm， 磨盘出口温度65°C。将线性低密度聚乙烯在塑料磨粉机中进行研磨，制成线性低密度聚乙 烯细粉，工艺参数为筛网筛孔直径600M1，磨盘转速3800rpm，磨盘出口温度65°C。将线性低 密度聚乙烯在塑料磨粉机中进行研磨，制成线性低密度聚乙烯粗粉，工艺参数为磨粉机筛 分装置放置两层筛网，上筛网筛孔直径2000M1，下筛网孔径600wii，磨盘转速3800rpm，磨盘 出口温度65 °C。将线性低密度聚乙烯细粉10Kg，玻纤增强高密度聚乙烯粉末80Kg，线性低密 度聚乙烯粗粉10 K g按配方比例在中速混合机上混合，工艺参数为转速5 r p m，混合时间 20min〇
[0037] 实施例2
[0038]将高密度聚乙烯40Kg、无碱玻璃纤维50Kg和马来酸酐接枝聚乙烯10Kg，按配方比 例在双螺杆造粒机中制造成玻纤增强高密度聚乙烯颗粒，工艺参数为:温度150-200°C，转 速400rpm，机头压力0.5MPa。将造粒好的玻纤增强高密度聚乙稀颗粒在塑料磨粉机中进行 研磨，制成玻纤增强高密度聚乙烯粉末，工艺参数为筛