一种掺杂超细玻璃微珠的pe填充母料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种掺杂超细玻璃微珠的PE填充母料，由下列重量份的组分原料制成：低密度聚乙烯60?70、有机改性超细玻璃微珠4?6、硅钙镁(SCM)晶须4?6、乙撑双硬脂酰胺2?4，硬脂酸锌1?2、炭黑5?10、硬脂酸1?2、紫外线吸收剂UV327 0.2?0.4，抗氧剂1076 0.2?0.4、抗氧剂626 0.2?0.4、对苯二酚0.1?0.3、云母粉10?15，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抗冲击强度强、环刚度高、质量轻、抗氧化性强、用料省、施工安装方便和耐高温性能好等优点。
【专利说明】
一种掺杂超细玻璃微珠的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，具体涉及一种掺杂超细玻璃微珠的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掺杂超细玻璃微珠的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温性能好等优点。
[0005] 本发明采用的技术方案如下： 一种掺杂超细玻璃微珠的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60-70、有机改性超细玻璃微珠4-6、硅钙镁(SCM)晶须4-6、乙撑双硬脂酰胺2-4,硬脂酸锌1-2、炭黑5-10、硬脂酸1-2、紫外线吸收剂UV327 0.2-0.4,抗氧剂1076 0.2-0.4、抗氧剂6260.2-0.4、对苯二酚0.1-0.3、云母粉10-15,增强剂10-15， 所述的有机改性超细玻璃微珠的制备方法:先用乙醇溶液稀释钛酸酯偶联剂TMC-TTS， 再调节该溶液P Η值至3.8左右，然后将已干燥好的超细玻璃微珠，加入至高速混合机中， 边搅拌边加入钛酸酯偶联剂TMC-TTS的乙醇溶液，充分搅拌处理后取出，再在90 °C左右干 燥3 h，得到有机化改性的超细玻璃微珠； 所述的增强剂由下列重量份的组份原料制成: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。
[0006] 所述的一种掺杂超细玻璃微珠的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65、有机改性超细玻璃微珠5、硅钙镁(SCM)晶须5、乙撑双硬脂酰胺 3,硬脂酸锌1.5、炭黑7、硬脂酸1.5、紫外线吸收剂UV327 0.3,抗氧剂1076 0.3、抗氧剂626 0.2、对苯二酚0.2、云母粉13、增强剂14， 所述的增强剂由下列重量份的组份原料制成: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] 所述的一种掺杂超细玻璃微珠的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份原料； (2) 将低密度聚乙烯、有机改性超细玻璃微珠、硅钙镁(SCM)晶须、石蜡、硬脂酸锌、炭 黑，先加入到高速捏合机中，高速捏合20-25min，然后将硬脂酸、紫外线吸收剂UV327、抗氧 剂、云母粉、增强剂等余下组份加入到混料中，继续高速捏合搅拌20-30min,出料； (3) 将放出的物料输送到双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出机机筒温度：165~180°C， 机头温度180~185°C，螺杆转速300-350 r /min，主机转速为200~280r/min，出料、挤 出后冷却、干燥，切粒，即可。
[0008] 所述的一种掺杂超细玻璃微珠的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，超细玻璃微珠的掺入使得添加该母料的复合PE材料的弹性模量 和冲击强度均有提高，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、落锤冲击强度高、质量轻、抗氧化性强、用料省、施工安装方便和耐高温性能好等优点。 [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] -种掺杂超细玻璃微珠的PE填充母料，由下列重量(kg)的组分原料制成:低密度 聚乙烯65、有机改性超细玻璃微珠5、硅钙镁(SCM)晶须5、乙撑双硬脂酰胺3，硬脂酸锌1.5、 炭黑7、硬脂酸1.5、紫外线吸收剂UV327 0.3,抗氧剂1076 0.3、抗氧剂626 0.2、对苯二酚 0.2、云母粉13、增强剂14， 其中，有机改性超细玻璃微珠的制备方法如下:先用乙醇溶液稀释钛酸酯偶联剂TMC-TTS，再调节该溶液p Η值至3.8左右，然后将已干燥好的超细玻璃微珠，加入至高速混合机 中，边搅拌边加入钛酸酯偶联剂TMC-TTS的乙醇溶液，充分搅拌处理后取出，再在90°C左右 干燥3 h，得到有机化改性的超细玻璃微珠； 增强剂由下列重量(kg)的组份原料制成: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] 掺杂超细玻璃微珠的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份原料； (2) 将低密度聚乙烯、有机改性超细玻璃微珠、硅钙镁(SCM)晶须、石蜡、硬脂酸锌、炭 黑，先加入到高速捏合机中，高速捏合20-25min，然后将硬脂酸、紫外线吸收剂UV327、抗氧 剂、云母粉、增强剂等余下组份加入到混料中，继续高速捏合搅拌20-30min,出料； (3) 将放出的物料输送到双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出机机筒温度：165~180°C， 机头温度180~185°C，螺杆转速300-350 r /min，主机转速为200~280r/min，出料、挤 出后冷却、干燥，切粒，即可。
[0013] 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] 其中，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. 一种掺杂超细玻璃微珠的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60-70、有机改性超细玻璃微珠4-6、硅钙镁(SCM)晶须4-6、乙撑双硬脂酰胺2-4,硬脂酸锌1-2、炭黑5-10、硬脂酸1-2、紫外线吸收剂UV327 0.2-0.4,抗氧剂1076 0.2- 0.4、抗氧剂626 0.2-0.4、对苯二酚0· 1-0.3、云母粉10-15,增强剂10-15， 所述的有机改性超细玻璃微珠的制备方法:先用乙醇溶液稀释钛酸酯偶联剂TMC-TTS， 再调节该溶液P Η值至3.8左右，然后将已干燥好的超细玻璃微珠，加入至高速混合机中， 边搅拌边加入钛酸酯偶联剂TMC-TTS的乙醇溶液，充分搅拌处理后取出，再在90 °C左右干 燥3 h，得到有机化改性的超细玻璃微珠； 所述的增强剂由下列重量份的组份原料制成：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所述的一种掺杂超细玻璃微珠的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65、有机改性超细玻璃微珠5、硅钙镁(SCM)晶须5、乙撑 双硬脂酰胺3,硬脂酸锌1.5、炭黑7、硬脂酸1.5、紫外线吸收剂UV327 0.3,抗氧剂1076 0.3、 抗氧剂626 0.2、对苯二酚0.2、云母粉13、增强剂14， 所述的增强剂由下列重量份的组份原料制成：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所述的一种掺杂超细玻璃微珠的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份原料； (2) 将低密度聚乙烯、有机改性超细玻璃微珠、硅钙镁(SCM)晶须、石蜡、硬脂酸锌、炭 黑，先加入到高速捏合机中，高速捏合20-25min，然后将硬脂酸、紫外线吸收剂UV327、抗氧 剂、云母粉、增强剂等余下组份加入到混料中，继续高速捏合搅拌20-30min,出料； (3) 将放出的物料输送到双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出机机筒温度：165~180°C， 机头温度180~185°C，螺杆转速300-350 r /min，主机转速为200~280r/min，出料、挤 出后冷却、干燥，切粒，即可。4. 根据权利要求1所述的一种掺杂超细玻璃微珠的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】C08K7/20GK105968485SQ201610111774
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】舒峰, 季琨, 马刚, 姚艳芳, 舒玉法, 马勇
【申请人】安徽玉发塑业有限公司