一种一出二HDPE中空壁缠绕管及其制备方法与流程

本发明涉及一种塑料管材，尤其是涉及一种一出二hdpe中空壁缠绕管及其制备方法。

背景技术：

塑料管材与传统的铸铁管、镀锌钢管和水泥管等管道相比，具有节能、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。近几年，随着建筑业、市政工程、水利工程、农业和工业等行业市场需求的不断加大，中国塑料管材行业呈现出了高速发展态势。随着塑料管材用量的增大，如何用较少的原料做出符合要求的成品成为了研究的热点之一，这样不仅能节约成本，还能在一定程度上减少塑料制品对环境的污染。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种一出二hdpe中空壁缠绕管及其制备方法。

通过本发明的方法，使用更少的原料做出符合要求的hdpe中空缠绕管材。

本发明方法主要是将基体树脂、无机粉体或填充功能母粒、相容剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、成核剂等依次加入高速混合搅拌机中充分混合，制得管材专用料，然后将上述专用料由喂料机分别定量输送到主挤出机和辅挤出机，熔融、混炼，主挤出机中的熔融料通过复合模头进入机头一出二模具，辅挤出机中的熔融料通过复合外模进入机头模具，熔融料通过特殊的机头模具挤出，并与来辅挤出机树脂在口模端口处相互交汇并包覆，最后经过真空定径、冷却等步骤，最终在成型辊上缠绕成型。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种一出二hdpe中空壁缠绕管的制备方法，包括以下步骤：将管材专用料混合均匀后，再经由使用特殊机头模具的单螺杆挤出机挤出，并与辅挤出机的树脂相互交汇并被均匀地包覆，经过真空定径、冷却等步骤，最终在成型辊上缠绕成型，得到一出二hdpe中空壁缠绕管。

具体包括以下步骤：

(1)将管材专用料的组分依次加入高速混合搅拌机中充分混合，制得管材专用料；

(2)将管材专用料由喂料机分别定量输送到主挤出机和辅挤出机，熔融、混炼；

(3)主挤出机中的熔融料通过复合模头进入机头模具，辅挤出机中的熔融料通过复合外模进入机头模具；

(4)熔融料通过专用的口模芯模挤出，并与来自辅挤出机的树脂在口模端口处相互交汇并被树脂均匀地包覆，最后真空定径、冷却、缠绕成型。

管材专用料包括以下组分和重量份：

基体树脂：100份；

无机粉体：0～60份；

相容剂：1～10份；

偶联剂：1～5份

润滑剂：0.1～1份；

抗氧剂：0.1～1份；

成核剂：0.1～1份。

优选地，所述基体树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等树脂中的一种或多种组合。

优选地，所述相容剂选自聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种的混合物。

优选地，所述无机粉体选自碳酸钙、滑石粉、硅灰石、硫酸钡或玻璃短纤维等中的一种或多种组合，所述无机粉体可直接用加工成填充功能母粒。

优选地，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸等中的一种或几种，或其他商业化的偶联剂。

优选地，所述润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺及其衍生物、季戊四醇硬脂酸酯、聚四氟乙烯或硅酮中的一种或多种组合。

优选地，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫抗氧剂或复合抗氧剂中的一种或多种组合；

所述受阻酚类抗氧剂选自型号为bht、2246、1010、1076等的抗氧剂；

所述亚磷酸酯类抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧化剂618等；

所述含硫抗氧剂选自型号为dltdp、dstdp、dmtdp、dtdtp等的抗氧剂；

所述复合抗氧剂选自抗氧剂215、抗氧剂225、抗氧剂561、抗氧剂900等。

优选地，所述成核剂选自苯甲酸、己二酸、苯甲酸钠、对苯酚磺酸钠、二苄叉山梨糖醇或其衍生物中的一种或多种组合。

优选地，所述特殊机头模具由模腔、口模、预成型板以及芯模和镶块构成，所述芯模，与传统方形或圆形芯模不同，本发明所述芯模前段定型区截面形状呈现为双“口”字形；所述口模截面形状为圆形；所述芯模插入模腔与口模形成的流道，为一出二hdpe中空壁缠绕管的初步定型，树脂流经其中通过纯剪切流动，尽量松弛前级流道中由于分流和收敛流动等形成的不可避免的弹性变形，保证塑料充分塑化，形成均匀流动的熔体，并与来自辅挤出机的树脂在口模端口处相互交汇并被树脂均匀地包覆，通过真空定径，定型为一出二hdpe中空壁缠绕管。

所述芯模前段定型区截面的截面积为正常芯模的1.5-2.5倍；所述口模截面的截面积为正常口模的1.5-2.5倍。

本发明采用特殊机头模具制得一种一出二hdpe中空壁缠绕管，方管宽度是传统方管的两倍，这样最终缠绕成型时可以节约一半焊条料的使用量，并且加工一根hdpe中空壁缠绕管所需的时间相比传统管材生产可以节省大量的时间，这样也能降低人工成本的费用。

与现有技术相比，本发明具有如下所述的特点：

1、采用一次挤出成型生产，工艺简单，设备投入少，生产效率高。

2、方管的宽度是传统方管宽度的两倍，生产一根成品管材与传统管材相比能节约一半焊条料使用量，节约成本。

3、生产一根成品管材所需时间与传统管材相比大大降低，节约人工成本。

附图说明

图1为本发明所使用芯模主视剖面结构示意图；

图2为本发明所使用芯模俯视剖面结构示意图；

图3为图2中a-a面剖面结构示意图；

图4为本发明所使用口模剖面结构示意图；

图5为图4中a-a面剖面结构示意图。

具体实施方式

一种一出二hdpe中空壁缠绕管的制备方法，包括以下步骤：将管材专用料混合均匀后，再经由使用特殊机头模具的单螺杆挤出机挤出，并与辅挤出机的树脂相互交汇并被均匀地包覆，经过真空定径、冷却等步骤，最终在成型辊上缠绕成型，得到一出二hdpe中空壁缠绕管。具体包括以下步骤：

(1)将管材专用料的组分依次加入高速混合搅拌机中充分混合，制得管材专用料；

(2)将管材专用料由喂料机分别定量输送到主挤出机和辅挤出机，熔融、混炼；

(3)主挤出机中的熔融料通过复合模头进入机头模具，辅挤出机中的熔融料通过复合外模进入机头模具；

(4)熔融料通过专用的口模芯模挤出，并与来自辅挤出机的树脂在口模端口处相互交汇并被树脂均匀地包覆，最后真空定径、冷却、缠绕成型。

在本发明的一个实施方式中，管材专用料包括以下组分和重量份：

基体树脂：100份；

无机粉体：0～60份；

相容剂：1～10份；

偶联剂：1～5份

润滑剂：0.1～1份；

抗氧剂：0.1～1份；

成核剂：0.1～1份。

在本发明的一个实施方式中，所述基体树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等树脂中的一种或多种组合。

在本发明的一个实施方式中，所述相容剂选自聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种的混合物。

在本发明的一个实施方式中，所述无机粉体选自碳酸钙、滑石粉、硅灰石、硫酸钡或玻璃短纤维等中的一种或多种组合，所述无机粉体可直接用加工成填充功能母粒。

在本发明的一个实施方式中，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸等中的一种或几种，或其他商业化的偶联剂。

在本发明的一个实施方式中，所述润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺及其衍生物、季戊四醇硬脂酸酯、聚四氟乙烯或硅酮中的一种或多种组合。

在本发明的一个实施方式中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫抗氧剂或复合抗氧剂中的一种或多种组合。

在本发明的一个实施方式中，所述受阻酚类抗氧剂选自型号为bht、2246、1010、1076等的抗氧剂。

在本发明的一个实施方式中，所述亚磷酸酯类抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧化剂618等。

在本发明的一个实施方式中，所述含硫抗氧剂选自型号为dltdp、dstdp、dmtdp、dtdtp等的抗氧剂。

在本发明的一个实施方式中，所述复合抗氧剂选自抗氧剂215、抗氧剂225、抗氧剂561、抗氧剂900等。

在本发明的一个实施方式中，所述成核剂选自苯甲酸、己二酸、苯甲酸钠、对苯酚磺酸钠、二苄叉山梨糖醇或其衍生物中的一种或多种组合。

在本发明的一个实施方式中，所述特殊机头模具由模腔、口模、预成型板以及芯模和镶块构成。其中，所述芯模，结构如图1-图3所示，与传统方形或圆形芯模不同，本发明所述芯模前段定型区截面形状呈现为双“口”字形；所述芯模前段定型区截面的截面积为正常芯模的1.5-2.5倍。参考图3、图4，所述口模截面形状为圆形；所述口模截面的截面积为正常口模的1.5-2.5倍。所述芯模插入模腔(图3中c所示)与口模形成的流道，为一出二hdpe中空壁缠绕管的初步定型，树脂流经其中通过纯剪切流动，尽量松弛前级流道中由于分流和收敛流动等形成的不可避免的弹性变形，保证塑料充分塑化，形成均匀流动的熔体，并与来自辅挤出机的树脂在口模端口处相互交汇并被树脂均匀地包覆，通过真空定径，定型为一出二hdpe中空壁缠绕管。

本发明采用特殊机头模具制得一种一出二hdpe中空壁缠绕管，方管宽度是传统方管的两倍，这样最终缠绕成型时可以节约一半焊条料的使用量，并且加工一根hdpe中空壁缠绕管所需的时间相比传统管材生产可以节省大量的时间，这样也能降低人工成本的费用。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1，以无机粉体0份(即不添加无机粉体)为例：

hdpe树脂：100份；

硅烷偶联剂：2份

聚乙烯蜡：0.3份；

硬脂酸锌：0.2份

抗氧剂：0.1份；

成核剂：0.1份。

本实施例中，硅烷偶联剂为钛酸酯偶联剂，抗氧剂为抗氧剂626，成核剂为苯甲酸钠。

首先将hdpe、硅烷偶联剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、抗氧剂、成核剂按上述比例依次加入高速混合搅拌机中混合均匀制得管材专用料；专用料再经由使用特殊口模芯模的单螺杆挤出机挤出，并与来自机头模具其他流道中的树脂相互交汇并被均匀地包覆，经过真空定径、冷却等步骤，最终在成型辊上缠绕成型。

实施例2，以无机粉体60份为例：

hdpe树脂：100份；

无机粉体：60份；

硅烷偶联剂：2份；

聚乙烯蜡：0.3份；

硬脂酸锌：0.2份

抗氧剂：0.1份；

成核剂：0.1份。

本实施例中，硅烷偶联剂为铝酸酯偶联剂：抗氧剂为抗氧剂225，成核剂为对苯酚磺酸钠。

首先将hdpe、无机粉体、硅烷偶联剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、抗氧剂、成核剂按上述比例依次加入高速混合搅拌机中混合均匀制得管材专用料；专用料再经由使用特殊机头模具的单螺杆挤出机挤出，并与来自辅挤出机的树脂相互交汇并被均匀地包覆，经过真空定径、冷却等步骤，最终在成型辊上缠绕成型。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。