專(zhuān)利名稱(chēng)：一種pe管外層保護(hù)層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料改性領(lǐng)域，具體涉及一種PE管外層保護(hù)層及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著PE材料性能的不斷改進(jìn)，新的PE管被逐漸開(kāi)發(fā)出來(lái)，例如PE-X管、 PE-UHMW管、PE100 RC管等各種新的管道，由于PE管道具有良好柔韌性、可焊接性，PE管道被逐漸推廣到非開(kāi)挖、無(wú)砂鋪設(shè)等非傳統(tǒng)安裝領(lǐng)域，非開(kāi)挖鋪設(shè)和無(wú)砂鋪設(shè)等技術(shù)與傳統(tǒng)的鋪設(shè)方法相比可以節(jié)約安裝工程費(fèi)用達(dá)60%，并且有利于環(huán)境保護(hù)，這些技術(shù)在今后的應(yīng)用中越來(lái)越普遍，PE管道的需求量和技術(shù)需求會(huì)越來(lái)越高。隨著PE管道在市場(chǎng)中所占比例不斷提升以及PE管道的應(yīng)用領(lǐng)域不斷的拓展，開(kāi)展PE管道相關(guān)技術(shù)的研究具有重要的
眉、οPE管道在應(yīng)用于非開(kāi)挖鋪設(shè)和無(wú)砂鋪設(shè)時(shí)，不同于傳統(tǒng)鋪設(shè)的一個(gè)突出問(wèn)題是 PE管道表面難免受到損傷、可能承受集中的點(diǎn)負(fù)載。因?yàn)榉情_(kāi)挖鋪設(shè)需要把塑料管拉進(jìn)或推進(jìn)在地下鉆出的孔洞或待修復(fù)的舊管內(nèi)，這個(gè)過(guò)程中塑料管表面難免受到損傷(被砂石或舊管壁不平處劃傷)。非開(kāi)挖鋪設(shè)和無(wú)砂鋪設(shè)的塑料管沒(méi)有砂床的保護(hù)，很可能直接接觸到尖銳的石塊，在管壁上形成集中負(fù)載，例如塑料管下“擱支”在尖銳的石塊上，管壁內(nèi)側(cè)由于點(diǎn)負(fù)載將形成突起——成為可能提前損壞的高應(yīng)力集中處。普通PE管道的抗劃傷耐開(kāi)裂性能尚不能滿(mǎn)足“非傳統(tǒng)鋪設(shè)”技術(shù)的要求，需要通過(guò)管道材料或結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新來(lái)解決問(wèn)題。隨著塑料管道應(yīng)用領(lǐng)域推廣的不斷深入，在塑料管道系統(tǒng)的應(yīng)用和鋪設(shè)過(guò)程中， 管道之間的連接是影響其結(jié)構(gòu)完整性、安全運(yùn)營(yíng)和持久強(qiáng)度的重要因素。輸送的流體可能是危險(xiǎn)性極高的介質(zhì)如天然氣、煤氣等，如果連接的不可靠，后果將不堪設(shè)想。目前PE管道的連接方式有電熔連接、熱熔焊接、承插連接、熱風(fēng)擠出焊接、熱收縮連接、機(jī)械連接等6 種連接方式，其基本的連接方式主要有電熔連接和熱熔連接，由于電熔連接與熱熔連接相比，操作簡(jiǎn)單，只要按照廠家提供的說(shuō)明書(shū)及操作標(biāo)準(zhǔn)就可以完成了，所以電熔連接在PE 管道連接中具有普遍性。但是目前PE管電熔連接存在兩個(gè)問(wèn)題第一、管材連接部位的表面容易被污染或氧化，在管道電熔連接時(shí)需要同時(shí)要花費(fèi)一定的人工和時(shí)間成本來(lái)對(duì)PE 管材進(jìn)行表面處理，這樣一來(lái)降低了連接效率；第二、技術(shù)工人的技術(shù)水平層次不同，導(dǎo)致被處理面存在一些的質(zhì)量問(wèn)題，例如表面處理不光滑、有刮痕、深度不一致等，影響連接的可靠性。針對(duì)PE管道在非開(kāi)挖鋪設(shè)和無(wú)砂鋪設(shè)中存在的不足以及PE管道電熔連接時(shí)所存在問(wèn)題，可通過(guò)在傳統(tǒng)PE壓力管道外層共擠一層保護(hù)層來(lái)解決傳統(tǒng)PE壓力管道外層容易刮花的氧化污染的狀況，但是為了實(shí)現(xiàn)PE壓力管道外層保護(hù)層可剝離和有效保護(hù)內(nèi)層的特性，合理的控制外層保護(hù)層和內(nèi)層PE管道的粘附強(qiáng)度是制備可剝離保護(hù)層電熔專(zhuān)用PE 管道的關(guān)鍵。因?yàn)槿绻掣綇?qiáng)度過(guò)大，可剝離保護(hù)層的裂紋增生會(huì)傳遞到PE內(nèi)管，導(dǎo)致PE 內(nèi)管的裂紋增生，如果粘附強(qiáng)度過(guò)小，在管道安裝時(shí)，可剝離保護(hù)層與PE內(nèi)管容易產(chǎn)生滑動(dòng)，造成外保護(hù)層不能有效的保護(hù)內(nèi)層PE管道。目前CN2761942Y公開(kāi)了一種應(yīng)用于非開(kāi)挖領(lǐng)域的抗劃傷雙層復(fù)合塑料管，也即在實(shí)壁管上復(fù)合一層保護(hù)層，該保護(hù)層的厚度為2-4mm，但該保護(hù)層不具有可剝離性； CN201836M8U公開(kāi)了一種管材，該管材是在PE實(shí)壁管上包覆一層可剝離的保護(hù)層，該保護(hù)層可以保護(hù)PE內(nèi)管在安裝時(shí)不被劃傷或磨損而影響到PE管的使用壽命，同時(shí)，該保護(hù)層具有可剝離性，保護(hù)層剝離后暴露出的PE管可以直接進(jìn)行焊接，但該專(zhuān)利沒(méi)有公開(kāi)表皮層與 PE管之間的粘附力的控制的方法。目前國(guó)外在PE管道外保護(hù)層方面已經(jīng)有一些研究，其中PP材料由于其優(yōu)異的綜合性能，目前是PE管道外保護(hù)層材料的重要研究方向，但是由于PP和PE材料同屬聚烯烴材料，共擠過(guò)程中容易出現(xiàn)兩層粘附力過(guò)大或過(guò)小的問(wèn)題。本發(fā)明內(nèi)容是一種具有可剝離保護(hù)層電熔專(zhuān)用PE管道的保護(hù)層配方設(shè)計(jì)及其制備方法，采用該發(fā)明的材料組成和制備方法，可以得到具有適宜粘附力大小的可剝離PE電熔專(zhuān)用管道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)粘附強(qiáng)度的控制問(wèn)題，提供了一種具有可剝離保護(hù)層電熔專(zhuān)用PE管道的外保護(hù)層的組成及其制備方法。本發(fā)明是采取以下措施達(dá)到的用于具有可剝離保護(hù)層電熔專(zhuān)用PE管道的外保護(hù)層是由如下按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的組分組成基體樹(shù)脂77、7. 5%，成核劑0. 5 10%，粘附力改性劑0. 5 10%，UV穩(wěn)定劑1. 5 3% ；所述PE管和外層保護(hù)層的粘附強(qiáng)度為0. 2 2N/mm。所述PE管和外層保護(hù)層的粘附強(qiáng)度為0. 3^1. 5N/mm。其中利用結(jié)晶成核的原理，在聚合物中加入成核劑，提高了聚合物的結(jié)晶溫度和結(jié)晶速度，降低了保護(hù)層與PE管道之間的粘附強(qiáng)度，同時(shí)減少了保護(hù)層與PE之間的大分子鏈纏結(jié)的可能性，達(dá)到了理想粘附強(qiáng)度的控制，同時(shí)由于成核劑的加入改變了晶粒結(jié)構(gòu)和形態(tài)尺寸，提高了保護(hù)層的機(jī)械性能及物理性能。由于保護(hù)層的基體樹(shù)脂聚合物與PE同屬聚烯烴材料，相容性比較好，因此需要在保護(hù)層的基體樹(shù)脂里加入粘附改性劑，進(jìn)步達(dá)到降低聚合物與PE之間的粘附強(qiáng)度。作為具有可剝離保護(hù)層電熔專(zhuān)用PE管道的保護(hù)層要具有耐光老化的性能，因此需要在保護(hù)層聚合物材料中添加一些UV穩(wěn)定劑。本發(fā)明中的基體樹(shù)脂可以是嵌段聚丙烯、均聚聚丙烯、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯任意一種或幾種的混合物；
本發(fā)明中的成核劑可以是有機(jī)復(fù)合物例如羧酸鹽(碳酸氫鈉、山梨醇、山梨醇縮醛、羧酸鹽酯鹽以及均苯四酯二酐)，無(wú)機(jī)復(fù)合物例如NaCL、礦物質(zhì)例如滑石粉和云母，金屬氧化物如二氧化硅和礬土等任意中的一種。本發(fā)明中的粘附改性劑可以是多元醇酯例如乙二醇，新戊二醇，2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇，2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇，脂肪酸酯如單硬酯酸甘油酯，十二烷酸，棕櫚酸等任意的一種。本發(fā)明中的UV穩(wěn)定劑可以是TiO2、炭黑以及其它的填料例如白堊、云母等任意中的一種。PE管外層保護(hù)層的制備方法，包括如下步驟(1)保護(hù)層的基體樹(shù)脂與成核劑、粘附力改性劑及UV穩(wěn)定劑在共混機(jī)中進(jìn)行共混；
(2)把均勻混合后的高速共混物輸送到雙層共擠模具的擠出機(jī)的料筒中，準(zhǔn)備共擠；
(3)在具有雙層共擠模具的擠出機(jī)里進(jìn)行共擠，冷卻定型，切割，制備完成。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。實(shí)施例1
嵌段聚丙烯(PPB)、山梨醇、單硬脂酸甘油酯(GMS)以及炭黑進(jìn)行高速混合，混合速度為1450r/min，然后把共混物輸送到雙層共擠擠塑機(jī)的料筒中，制備PE內(nèi)管公稱(chēng)外徑為 110mm，壁厚6. 6mm,保護(hù)層厚度為0. 7mm和公稱(chēng)外徑為250mm，壁厚22. 7mm，保護(hù)層厚度為 0. 8mm的具有可剝離保護(hù)層的電熔專(zhuān)用PE管道，其中PE原料采用PE100，以lm/min的擠出速度與PE內(nèi)管一起擠出，共擠出模的溫度在18(T22(TC。表1保護(hù)層的共混物的組分
權(quán)利要求
1.一種PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述外層保護(hù)層由如下按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的組分組成基體樹(shù)脂77 97. 5%，成核劑0. 5 10%，粘附力改性劑0. 5 10%，UV穩(wěn)定劑1. 5 3% ；所述PE管和外層保護(hù)層的粘附強(qiáng)度為0. 2 2N/mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述PE管和外層保護(hù)層的粘附強(qiáng)度為 0. 3^1. 5N/mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所訴基體樹(shù)脂為均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述成核劑加入到基體樹(shù)脂中，加入量為0. 5^10wt%,所述成核劑為有機(jī)染色劑、有機(jī)色母或無(wú)機(jī)復(fù)合物，顆粒尺寸為0.01 10. 0 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述成核劑的加入量為廣3wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述有機(jī)染色劑為碳酸氫鈉、山梨醇、山梨醇縮醛、羧酸鹽酯鹽、均苯四酯二酐；所述無(wú)機(jī)復(fù)合物為氯化鈉、滑石粉、云母、二氧化硅或礬土。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述粘附力改性劑為乙二醇、新戊二醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇、2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、單硬酯酸甘油酯、 十二烷酸或棕櫚酸，加入量為0. 5^10wt%o
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述UV穩(wěn)定劑為二氧化鈦或炭
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述PE管外層保護(hù)層，其特征在于所述UV穩(wěn)定劑的加入量為1.5 3wt%。
10.權(quán)利要求1、中任意一條權(quán)利要求所述PE管外層保護(hù)層的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)保護(hù)層的基體樹(shù)脂與成核劑、粘附力改性劑及UV穩(wěn)定劑在共混機(jī)中進(jìn)行共混；(2)把均勻混合后的高速共混物輸送到雙層共擠模具的擠出機(jī)的料筒中，準(zhǔn)備共擠；(3)在具有雙層共擠模具的擠出機(jī)里進(jìn)行共擠，冷卻定型，切割，制備完成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種PE管外層保護(hù)層及其制備方法。本發(fā)明所述PE管外層保護(hù)層由如下按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的組分組成基體樹(shù)脂77~97.5%，成核劑0.5~10%，粘附力改性劑0.5~10%，UV穩(wěn)定劑1.5~3%。本發(fā)明所述PE管外層保護(hù)層與PE管之間有一定的粘附強(qiáng)度，既可以保證可將保護(hù)層從PE管上剝離下來(lái)，又能保證在安裝管道時(shí)不會(huì)出現(xiàn)保護(hù)層滑動(dòng)的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C08L53/00GK102329452SQ201110211838
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者吳素平, 宋科明, 梁偉 申請(qǐng)人:廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司