专利名称：可用于制做高刚度大口径管材的pe粉煤灰组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及PE粉煤灰组合物，特别是涉及可用于制做高刚度大口径管材的PE粉煤灰组合物。
背景技术：
粉煤灰为工业废渣，其主要成分为SiO2、AI2O3，属于铝硅酸类无机粉体材料，其外观为自由流动的透明或半透明中空非晶质玻璃球体。空心微珠具有质轻、低导热、无毒、阻燃、化学稳定性好、高分散等优点，可以提高和改善PE树脂的耐水性、压缩强度、收缩率和冲击强度；由于流动性好，在加工中可以降低对设备的磨损，使复合管材耐腐蚀、耐磨、防幅射、保温隔热；更由于应力集中力小，使复合管材的力学性能提高。因此，以粉煤灰为原料开发各种高附加值产品是一些行业、领域研究和开发的热点之一。在塑料行业，专利号为00132516.7的专利，提供了废旧塑料和粉煤灰复合制品的挤出、注射生产方法，上述方法中制做管材是以废旧塑料、粉煤灰、化学助剂不同配比为主要组分直接制得管材。从其选用废旧塑料组分上看，由于塑料的高分子降解，分子量降低，其缺点是使制得的产品刚度下降，脆性增大，限制了大口径管材的生产，再次加温收缩率过大，虽有粉煤灰加入使废旧塑料力学性能有所提高，但很难消除管材成型中的内应力，使管材外表面塌陷，内表面凹坑；从粉煤灰含量上看，粉煤灰组分占总组分的10％(重量百分比)左右，其缺点是粉煤灰加入量少，消除不了塑料内应力，不能保证管材刚度提高和消除管材内外表面凹坑、塌陷，不能保证管材内外表面平整；从制造方法上看，将废旧塑料和粉煤灰等组分直接挤出成管材，其缺点是不能保证粉煤灰在塑料中的高分散性，影响管材的各向同性，也保证不了管材外观质量。采用上述专利方案制得的管材，管材的外观及力学性能指标达不到国家及行业标准，很难在工程中应用。因此，虽能制得管材，但使用价值较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，已有废旧塑料和粉煤灰复合管材存在的其组分采用废旧塑料，且粉煤灰组分含量少，直接挤出成管材不能保证粉煤灰在塑料中的高分散性，而导致制得的产品刚度下降，脆性增大，应力集中，形成管材的内外表面不平整，影响管材的各向同性，限制了生产大口径管材的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种可用于制做高刚度大口径管材的PE粉煤灰组合物，它由PE原料100份，粉煤灰增强母料40--65份，一般方法均匀混合组成。其中粉煤灰增强母料由以下方法制得a)取200--500目的粉煤灰100份，PE用偶联剂1--8份，润滑剂2--3份，在90--95℃下高速搅拌3--5分钟；b)再加入PE原料5--30份，在100--120℃下高速搅拌5--10分钟；c)进入专用螺杆挤出机中，在140--180℃下挤出造粒。上述所有份数为重量份数。
本组合物发明一方面由于塑料的组份为PE原料，PE未降解，分子量是废旧塑料的1.5--2倍以上，使制得的管材刚度提高，应力集中力小；另一方面由于粉煤灰的量占总组分的24--34％(重量百分比)，粉煤灰加入量较多，消除了塑料内应力，也是提高管材刚度的因素；另外粉煤灰是采用粉煤灰增强母料组分方式加入制得管材，保证了粉煤灰在PE中的高分散性，保证了管材的各向同性。与已有技术比较，采用本发明提供的组合物，其有益效果是可制做高刚度(刚度比已有技术提高30--50％)大口径内外表面平整的管材，改善了管材脆性，管材的尺寸稳定性提高，收缩率降低40％以上，成本可下降20--30％，缩小了同传统管材的比价差。
具体实施例方式
下面给出本发明的优选实施例实施例1它由PE原料100份，粉煤灰增强母料45份，色母料0.5份，一般方法均匀混合组成。其中粉煤灰增强母料由以下方法制得a)取250目的粉煤灰100份，偶联剂为三油酰氧基钛酸异丙酯3份，润滑剂为液体石蜡3份，在90℃下高速搅拌3分钟；b)再加入低密度聚乙烯10份在100℃下高速搅拌10分钟；c)进入专用螺杆挤出机中，在145℃下挤出造粒。上述所有份数为重量份数。制做管材时，将本实施例所述组合物加入螺杆挤出机中，在150℃温度下，挤出制成管材。测得管材刚度6000N(同等条件下已有技术制做的管材刚度4000N)，提高50％，管材内外表面平整无凹陷。
实施例2它由PE原料100份、粉煤灰增强母料55份，色母料0.7份一般方法均匀混合组成，其中粉煤灰增强母料由以下方法制得；a)取350目的粉煤灰100份、偶联剂为三油酰氧基钛酸异丙酯5份，液体石蜡2.5份，在93℃下高速搅拌4分钟；b)再加入低密度聚乙烯20份，在110℃下高速搅拌7分钟；c)进入专用螺杆挤出机中，在160℃下挤出造粒。上述所有份数为重量份数。制做管材时，将本实施例所述组合物加入螺杆挤出机中，在190℃温度下挤出制成管材。测得管材刚度5600N(同等条件下已有技术制做的管材刚度4000N)，提高40％，管材内外表面平整无凹陷。
实施例3它由PE原料100份，粉煤灰增强母料60份，色母料1份，一般方法均匀混合组成。其中粉煤灰增强母料由以下方法制得a)取450目的粉煤灰100份，偶联剂为硅烷偶联剂7份，液体石蜡2份，在95℃下高速搅拌5分钟；b)再加入高密度聚乙烯25份，在120℃下高速搅拌5分钟；c)进入专用螺杆挤出机中，在170℃下挤出造粒。上述所有份数为重量份数。制做管材时，将本实施例所述组合物加入螺杆挤出机中，在230℃温度下挤出制成管材。测得管材刚度5200N(同等条件下已有技术制做的管材刚度4000N)，提高30％。管材内外表面平整无凹陷。
权利要求
1.一种可用于制做高刚度大口径管材的PE粉煤灰组合物，它由PE原料100份，粉煤灰增强母料40--65份，一般方法均匀混合组成，其中粉煤灰增强母料由以下方法制得a)取200--500目的粉煤灰100份，PE用偶联剂1-8份，润滑剂2--3份，在90--95℃下高速搅拌3--5分钟；b)再加入PE原料5--30份，在100--120℃下高速搅拌5--10分钟；c)进入专用螺杆挤出机中，在140--180℃下挤出造粒，上述所有份数为重量份数。
2.根据权利要求1所述的可用于制做高刚度大口径管材的PE粉煤灰组合物，其中还有组分色母料0.5--1份(重量份数)。
全文摘要
本发明提供一种可用于制作高刚度大口径管材的PE粉煤灰组合物，它由PE原料100份，粉煤灰增强母料40－65份，一般方法均匀混合组成。其中粉煤灰增强母料由以下方法制得a)取200－500目的粉煤灰100份，PE用偶联剂1－8份，润滑剂2－3份，在90－95℃下高速搅拌3－5分钟；b)再加入PE原料5－30份，在100－120℃下高速搅拌5－10分钟；c)进入专用螺杆挤出机中，在140－180℃下挤出造粒。上述所有份数为重量份数。克服了已有技术中采用废旧塑料组分，粉煤灰组分含量低且没经过造粒制成母料，不能保证粉煤灰在塑料中的高分散性等因素，导致制得的管材刚度下降，脆性增大，应力集中造成管材的内外表面不平整，限制了制做大口径管材的不足。
文档编号F16L11/14GK1616532SQ200310107678
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月11日 优先权日2003年11月11日
发明者陈鸣, 苏有林 申请人:陈鸣, 苏有林