一种高抗冲击性防腐轻质pe实壁管及其制备工艺
阅读说明：本技术 一种高抗冲击性防腐轻质pe实壁管及其制备工艺 (High-impact-resistance anticorrosive light-weight PE solid-wall pipe and preparation process thereof ) 是由 冯圆圆 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高抗冲击性防腐轻质PE实壁管及其制备工艺,涉及PE管件技术领域,包括内层和外层,所述内层和外层的层厚比为1:1.5-3；其中,所述外层由外层共聚物5-8份,聚乙烯80-100份,三元乙丙橡胶10-15份,抗氧化剂4-8份,增粘剂3-5份,二氧化硅0.5-1份组成；内层内层共聚物2-6份,高密度聚乙烯15-30份,聚氨酯3-4份,流平剂0.5-1份,消泡剂0.5-1份,增粘剂1-1.5份,硫酸钡1-2份,氧化钙0.5-1份组成。本发明的优点在于：本发明提出的PE管的机械性能和抗冲击性能有着极大的提升,在实际的使用过程中可有效的抵御外力冲击,能够有效的提高其防止其自身的损坏,提高了PE管的使用寿命。(The invention discloses a high-impact-resistance anticorrosive light PE solid-wall pipe and a preparation process thereof, relating to the technical field of PE pipe fittings and comprising an inner layer and an outer layer, wherein the layer thickness ratio of the inner layer to the outer layer is 1: 1.5-3; wherein the outer layer consists of 5-8 parts of outer layer copolymer, 80-100 parts of polyethylene, 10-15 parts of ethylene propylene diene monomer, 4-8 parts of antioxidant, 3-5 parts of tackifier and 0.5-1 part of silicon dioxide; 2-6 parts of inner layer copolymer, 15-30 parts of high-density polyethylene, 3-4 parts of polyurethane, 0.5-1 part of flatting agent, 0.5-1 part of defoaming agent, 1-1.5 parts of tackifier, 1-2 parts of barium sulfate and 0.5-1 part of calcium oxide. The invention has the advantages that: the PE pipe provided by the invention has greatly improved mechanical property and impact resistance, can effectively resist external force impact in the actual use process, can effectively prevent the PE pipe from being damaged, and prolongs the service life of the PE pipe.)
技术领域
本发明涉及PE管件技术领域，具体是涉及一种高抗冲击性防腐轻质PE实壁管及其制备工艺。
背景技术
PE是聚乙烯塑料，最基础的一种塑料，塑料袋、保鲜膜等都是PE，HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，因此就有许多的管件、管道都是使用PE作为基本材料进行生产的。
现有的PE管在使用时，由于自身抗冲击性能不佳，在受到外力冲击的情况下易发生管道损坏，从而易导致管道泄漏事故，影响周边环境安全，因此设计一款具有良好抗冲击性能的PE管能够有效的提高PE管的安全性能和使用寿命。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种高抗冲击性防腐轻质PE实壁管及其制备工艺，本技术方案解决了上述背景技术中提出的现有的PE管在使用时，由于自身抗冲击性能不佳，在受到外力冲击的情况下易发生管道损坏，从而易导致管道泄漏事故，影响周边环境安全的问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种高抗冲击性防腐轻质PE实壁管，包括内层和外层，所述内层和外层的层厚比为1:1.5-3；
其中，所述外层由如下重量份数的成分组成：
外层共聚物5-8份，聚乙烯80-100份，三元乙丙橡胶10-15份，抗氧化剂4-8份，增粘剂3-5份，二氧化硅0.5-1份；
内层由如下重量份数的成分组成：
内层共聚物2-6份，高密度聚乙烯15-30份，聚氨酯3-4份，流平剂0.5-1份，消泡剂0.5-1份，增粘剂1-1.5份，硫酸钡1-2份，氧化钙0.5-1份。
优选的，所述外层共聚物由己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑、二甲酸酯按照1:2-2.5:3-3.5:0.8-1:10-15比例混合制成。
所述内层共聚物由邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈、二甲亚砜按照1:1.5-2.5:1-1.5:0.1-0.15:5-10比例混合制成。
优选的，所述增粘剂由萜烯酚醛树脂、芳香族石油树脂、过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、硅烷偶联剂KH560按照1:0.6-0.8:0.1-0.15:0.3-0.4:0.5-0.65比例混合而成。
优选的，所述流平剂由聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷、丙烯酸树脂按照1:2-3:5-8比例混合而成。
进一步的。提出一种高抗冲击性防腐轻质PE实壁管的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
共聚物制备：按照原理成分配比制备内层共聚物和外层共聚物；
混料：将内层共聚物与高密度聚乙烯、聚氨酯、流平剂、消泡剂、增粘剂、硫酸钡、氧化钙按比例混合制成内层原料，将外层共聚物与聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧化剂、增粘剂、二氧化硅按比例混合制成外层原料；
挤出成型：将内层原料和外层原料分别加入双头挤出机中进行共挤成型；
冷却定型：将双头挤出机挤出成型的PE管导入冷却定型槽内，迅速打开喷淋泵，进行冷却定型3-5小时；
切割：将冷却定型的PE管按照预设尺寸进行管材切割得到PE实壁管。
可选的，所述内层共聚物的制备步骤为：
原料称取：按照1:1.5-2.5:1-1.5:0.1-0.15:5-10的重量比例称取邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈、二甲亚砜；
混合：将按比例称取的邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈加入至二甲亚砜中，并在氮气氛围，65-75℃下搅拌反应4-7小时，后在水中沉出；
清洗：用乙醇清洗沉淀物3-5次；
干燥：将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至80-90℃下干燥至恒重，得到内层共聚物。
可选的，所述外层共聚物的制备步骤为：
原料称取：按照1:2-2.5:3-3.5:0.8-1:10-15的重量比例称取己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑、二甲酸酯；
混合：将按比例称取的己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑加入至二甲酸酯中，并在氮气氛围，60-80℃下搅拌反应5-9小时，后在水中沉出；
清洗：用乙醇清洗沉淀物3-5次；
干燥：将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至80-90℃下干燥至恒重，得到外层共聚物。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提出的PE管采用双层结构设计，其中外层以聚乙烯树脂作为聚合骨料，并在外层共聚物中加入聚丙烯酸丁酯，聚丙烯酸丁酯质地柔软，能够有效的提高外层管吸收冲击力的能力，同时加入的三元乙丙橡胶在加工过程中会形成热塑性弹性体，从而使外层结构具有良好的弹性，在外层受到冲击时，其自身可发生形变，进而降低内部所受冲击应力，同时外层本身具有良好的韧性，进而在受冲击能够维持自身结构不发生破损有效的提高了PE管的抗冲击性能；
内层共聚物中加入有邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌，能够有效的提高内层的抗腐蚀性能，同时邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌的加入在PE管成型时能够对PE管形程一定软化的作用，同时脂肪酸锌的加入能够提高内层的抗撕裂强度，在外层受冲击时，内层也可随之发生弹性形变，在保证内层抗腐性能的同时也可进一步的提高PE管的抗冲击能力，降低PE管受冲击时自身发生损坏的概率，提高PE管的使用安全性。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
制备内层共聚物：原料称取：按照1:1.5:1:0.1:5的重量比例称取邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈、二甲亚砜，后将按比例称取的邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈加入至二甲亚砜中，并在氮气氛围，65℃下搅拌反应7小时，后在水中沉出，用乙醇清洗沉淀物3-5次，将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至80℃下干燥至恒重，得到内层共聚物；
制备外层共聚物：原料称取：按照1:2:3:0.8:10的重量比例称取己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑、二甲酸酯，混合：将按比例称取的己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑加入至二甲酸酯中，并在氮气氛围，60℃下搅拌反应9小时，后在水中沉出，清洗：用乙醇清洗沉淀物3-5次，干燥：将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至80℃下干燥至恒重，得到外层共聚物；
混料：将内层共聚物2份，高密度聚乙烯15份，聚氨酯3份，流平剂0.5份，消泡剂0.5份，增粘剂1份，硫酸钡1份，氧化钙0.5份混合制成内层原料，将外层共聚物5份，聚乙烯80份，三元乙丙橡胶10份，抗氧化剂4份，增粘剂3份，二氧化硅0.5份混合制成外层原料，其中流平剂由聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷、丙烯酸树脂按照1:2:5比例混合而成，增粘剂由萜烯酚醛树脂、芳香族石油树脂、过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、硅烷偶联剂KH560按照1:0.6:0.1:0.3:0.5比例混合而成；
挤出成型：将内层原料和外层原料分别加入双头挤出机中进行共挤成型；
冷却定型：将双头挤出机挤出成型的PE管导入冷却定型槽内，迅速打开喷淋泵，进行冷却定型3小时；
切割：将冷却定型的PE管按照预设尺寸进行管材切割得到PE实壁管。
实施例2
制备内层共聚物：原料称取：按照1:2.5:1.5:0.15:10的重量比例称取邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈、二甲亚砜，后将按比例称取的邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈加入至二甲亚砜中，并在氮气氛围，75℃下搅拌反应4小时，后在水中沉出，用乙醇清洗沉淀物3-5次，将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至90℃下干燥至恒重，得到内层共聚物；
制备外层共聚物：原料称取：按照1:2.5:3.5:1:15的重量比例称取己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑、二甲酸酯，混合：将按比例称取的己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑加入至二甲酸酯中，并在氮气氛围，80℃下搅拌反应5小时，后在水中沉出，清洗：用乙醇清洗沉淀物3-5次，干燥：将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至90℃下干燥至恒重，得到外层共聚物；
混料：将内层共聚物6份，高密度聚乙烯30份，聚氨酯4份，流平剂1份，消泡剂1份，增粘剂1.5份，硫酸钡2份，氧化钙1份混合制成内层原料，将外层共聚物8份，聚乙烯100份，三元乙丙橡胶15份，抗氧化剂8份，增粘剂5份，二氧化硅1份混合制成外层原料，其中流平剂由聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷、丙烯酸树脂按照1:3:8比例混合而成，增粘剂由萜烯酚醛树脂、芳香族石油树脂、过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、硅烷偶联剂KH560按照1:0.8:0.15:0.4:0.65比例混合而成；
挤出成型：将内层原料和外层原料分别加入双头挤出机中进行共挤成型；
冷却定型：将双头挤出机挤出成型的PE管导入冷却定型槽内，迅速打开喷淋泵，进行冷却定型5小时；
切割：将冷却定型的PE管按照预设尺寸进行管材切割得到PE实壁管。
实施例3
制备内层共聚物：原料称取：按照1:2.5:1.2:0.1:8的重量比例称取邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈、二甲亚砜，后将按比例称取的邻苯二甲酸酯、脂肪酸锌、5-(乙烯基氧基)-1,3-金刚烷二醇、偶氮二异丁腈加入至二甲亚砜中，并在氮气氛围，75℃下搅拌反应4小时，后在水中沉出，用乙醇清洗沉淀物3-5次，将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至90℃下干燥至恒重，得到内层共聚物；
制备外层共聚物：原料称取：按照1:2.2:3.25:0.8:12的重量比例称取己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑、二甲酸酯，混合：将按比例称取的己二酸丙二醇聚酯、全氟烯丙基苯、聚丙烯酸丁酯、2-硫醇基苯骈咪唑加入至二甲酸酯中，并在氮气氛围，80℃下搅拌反应5小时，后在水中沉出，清洗：用乙醇清洗沉淀物3-5次，干燥：将清洗后的聚合物置于置于真空干燥箱中，与真空下升温至90℃下干燥至恒重，得到外层共聚物；
混料：将内层共聚物5份，高密度聚乙烯20份，聚氨酯3份，流平剂1份，消泡剂1份，增粘剂1份，硫酸钡1份，氧化钙1份混合制成内层原料，将外层共聚物7份，聚乙烯85份，三元乙丙橡胶12份，抗氧化剂6份，增粘剂4份，二氧化硅1份混合制成外层原料，其中流平剂由聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷、丙烯酸树脂按照1:2.5:7比例混合而成，增粘剂由萜烯酚醛树脂、芳香族石油树脂、过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、硅烷偶联剂KH560按照1:0.7:0.15:0.4:0.5比例混合而成；
挤出成型：将内层原料和外层原料分别加入双头挤出机中进行共挤成型；
冷却定型：将双头挤出机挤出成型的PE管导入冷却定型槽内，迅速打开喷淋泵，进行冷却定型5小时；
切割：将冷却定型的PE管按照预设尺寸进行管材切割得到PE实壁管。
性能测试：取每个实施例的样品的PE管，同时取目前市场上常规的PE管或板，记为对比例；
分别按GB/T 1042-1992测试每个样品的拉伸屈服应力(MPa)，其中拉伸速度为100mm/min,测试温度为25℃；
按GB/T 9341-2000测试每个样品的弯曲弹性模量(MPa)，其中速度为2mm/min,测试温度为25℃；
按GB/T 1843-1996测试每个样品的悬臂梁缺口冲击强度(kj·m-2)，测试温度为25℃；
再取10m长的样品平放在地面，同时在样品两端以2m/s的速度通过水流，水流充盈整个管道。使用冲击爪以向下以0.3m/s的速度作用于管道的中部的顶部，爪作用到管道后继续下降的高度为30cm，模拟挖机作用到管道上时，管道受到挖机的作用速度和作用深度，并记录管道开始渗水前爪试验的次数(次)。
结果如下：
从测试结果可得，本发明提出的PE管的机械性能和抗冲击性能有着极大的提升，在实际的使用过程中可有效的抵御外力冲击，能够有效的提高其防止其自身的损坏，提高了PE管的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
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