一种UHMWPE/PE改性钢骨架塑料复合功能管材及其制备方法与流程

本发明涉及一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材及其制备方法，属于钢骨架塑料复合功能管材。

背景技术：

1、钢骨架塑料复合管是用高强度钢丝网骨架和热塑性塑料聚乙烯为原材料制作而成。由于高强度钢丝网骨架被包覆在连续热塑性塑料之中，因此这种复合管克服了钢管和塑料管各自的缺点，而又保持了钢管和塑料管各自的优点，具有良好的应用前景。

2、现有技术中钢骨架塑料复合管使用的热塑性塑料大多是高密度聚乙烯hdpe，低密度ldpe由于存在耐热性能、强度差的缺点，制作钢骨架塑料复合管时应用效果欠佳，因此，急需提供一种具备良好耐热、耐弯曲、抗冲击性能的ldpe复合材料，以拓宽其在钢骨架塑料复合管中的应用前景。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材及其制备方法，以钢丝网为骨架，以ldpe、uhmwpe、交联剂、交联助剂、色母、添加剂为原料，与钢丝网骨架复合，制得钢骨架塑料复合功能管材，通过对原料种类、原料配比的调控，获得具有良好耐热、耐弯曲、抗冲击性能的钢骨架塑料复合功能管材。

2、本发明的技术方案是：

3、一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材，所述管材包括管状钢丝网骨架和复合在管状钢丝网骨架内外表面的塑料层；

4、所述塑料层的制备原料按重量份计包括：

5、

6、所述添加剂包括润滑剂和填料；所述润滑剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸中的至少一种和聚乙烯蜡；所述填料包括氧化铝、氧化镁、氧化锌中的至少一种。

7、进一步地，所述uhmwpe的分子量为200－600万；所述色母粒中包含炭黑，炭黑含量不低于40wt％。

8、进一步地，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯、叔丁基过氧化氢、2，5－二甲基－2，5－二叔丁基过氧化己烷、2，5－二甲基－2，5－二叔丁基过氧化己－3－炔、过氧化二酰基物、过氧化二叔丁基、过氧化二月桂酰、过氧化甲乙酮或过氧化环己酮中的至少一种；所述交联助剂包括三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

9、进一步地，所述添加剂还包括抗氧剂、聚烯烃弹性体、相容剂中的至少一种。

10、进一步地，所述添加剂包括润滑剂1－5份、填料1－5份、抗氧剂1－5份、聚烯烃弹性体1－5份、相容剂1－5份。

11、进一步地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂264、双酚a中的至少一种；所述聚烯烃弹性体包括三元乙丙共聚物、乙烯－辛烯共聚物中的至少一种；所述相容剂包括马来酸酐接枝乙烯－辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯－辛烯共聚物中的至少一种；所述填料还包括氮化硅、石墨烯中的至少一种。

12、进一步地，所述填料包括氧化铝和氮化硅，质量比为(1－5)：(1－5)。

13、进一步地，所述填料还包括石墨烯，用量为1－5份。

14、一种如前所述的uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材的制备方法，包括如下步骤：

15、制备管状钢丝网骨架；

16、将所述管状钢丝网骨架置于模具中；

17、按照所述重量份称取塑料层原料，混炼，熔融，将所得熔料注入所述模具中，实现塑料层在管状钢丝网骨架内外表面的复合，得到复合成型体；

18、将所述复合成型体冷却定型，制得所述uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材。

19、进一步地，所述制备管状钢丝网骨架，包括如下步骤：

20、将经线钢丝通过理线器引入主机，排布成一个具有固定口径的圆圈，将经线钢丝按照规律排布在经线架上；

21、将线盘上的纬线旋转缠绕在经线外围，再使用电弧焊接使经纬线焊接成管状钢丝网骨架。

22、进一步地，所述塑料层原料在螺杆挤出机中进行混炼，挤出机料筒温度为170－240℃，挤出螺杆转速为15－55rpm；

23、所述复合成型体制备过程中成型温度为180－240℃，成型机转速为2－11rpm；

24、所述冷却水温为23－45℃。

25、进一步地，所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材的制备方法，还包括如下步骤：

26、将所述冷却定型后的uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材由牵引机牵引输送至下一个工序；

27、利用切割机将连续的钢骨架塑料复合功能管材切割成定长的管段；

28、将定长管段经过后道封口设备进行封口处理；

29、封口处理完的管材，经质检合格后即可出厂。

30、进一步地，所述牵引速度为0.16－3m/min。

31、因此，本发明提供以下的效果和/或优点：

32、本发明针对ldpe的不足，加入uhmwpe与其复配作为基体塑料，uhmwpe为超高分子量聚乙烯，是分子量100万以上的无支链的线性聚乙烯，能够显著改善ldpe的综合性能。

33、以聚乙烯蜡和硬脂酸钙作为复合润滑剂，聚乙烯蜡具有优良的耐热性和耐冲击性，与聚乙烯材料相容性好，能够显著改善聚乙烃复合材料的混合效果和加工性能；硬脂酸钙同样起到润滑作用，能够降低复合材料的熔体粘度，进一步提升材料的加工性能，同时，硬脂酸钙也可作为成核剂，提高在加工过程中聚乙烯的结晶度，使聚乙烯能够成为均匀的球晶，从而提高复合材料的拉伸、耐弯曲、耐冲击等性能。

34、以抗氧剂1010和抗氧剂168作为复合抗氧剂，抗氧剂1010为酚类抗氧剂，对聚乙烯有卓越的抗氧化性能，能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性，可以显著改善复合材料的综合性能；抗氧剂168为辅助抗氧剂，与抗氧剂1010复配具有很好的协同效应。

35、交联剂和交联助剂配合使用，使聚合物形成紧密的交联网络，有利于改善管材的综合性能。

36、以钢丝网为骨架，以ldpe、uhmwpe、交联剂、交联助剂、色母、添加剂为原料，与钢丝网骨架复合，制得钢骨架塑料复合功能管材，通过对原料种类、原料配比的调控，获得具有良好耐热、耐弯曲、抗冲击性能的钢骨架塑料复合功能管材。所得管材弯曲模量可达750mpa以上，维卡软化温度可达140℃以上，冲击强度可达95kj/m2以上。

37、应当明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。

技术特征：

1.一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材，其特征在于：所述管材包括管状钢丝网骨架和复合在管状钢丝网骨架内外表面的塑料层；

2.根据权利要求1所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材，其特征在于：所述uhmwpe的分子量为200－600万；所述色母粒中包含炭黑，炭黑含量不低于40wt％。

3.根据权利要求1所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材，其特征在于：所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯、叔丁基过氧化氢、2，5－二甲基－2，5－二叔丁基过氧化己烷、2，5－二甲基－2，5－二叔丁基过氧化己－3－炔、过氧化二酰基物、过氧化二叔丁基、过氧化二月桂酰、过氧化甲乙酮或过氧化环己酮中的至少一种；所述交联助剂包括三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材，其特征在于：所述添加剂还包括抗氧剂、聚烯烃弹性体、相容剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材，其特征在于：所述添加剂包括润滑剂1－5份、填料1－5份、抗氧剂1－5份、聚烯烃弹性体1－5份、相容剂1－5份；所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂264、双酚a中的至少一种；所述聚烯烃弹性体包括三元乙丙共聚物、乙烯－辛烯共聚物中的至少一种；所述相容剂包括马来酸酐接枝乙烯－辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯－辛烯共聚物中的至少一种；所述填料还包括氮化硅或石墨烯中的至少一种。

6.一种如权利要求1－5任一项所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材的制备方法，其特征在于：所述制备管状钢丝网骨架，包括如下步骤：

8.根据权利要求6所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材的制备方法，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材的制备方法，其特征在于：还包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种uhmwpe/pe改性钢骨架塑料复合功能管材的制备方法，其特征在于：所述牵引速度为0.16－3m/min。

技术总结
本发明提供一种UHMWPE/PE改性钢骨架塑料复合功能管材及其制备方法，以钢丝网为骨架，以LDPE、UHMWPE、交联剂、交联助剂、色母、添加剂为原料，与钢丝网骨架复合，制得钢骨架塑料复合功能管材，通过对原料种类、原料配比的调控，获得具有良好耐热、耐弯曲、抗冲击性能的钢骨架塑料复合功能管材。

技术研发人员：郑君豪,刘洁贞,肖尧,李飞
受保护的技术使用者：福建纳川管业科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15