本發(fā)明涉及高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種改性再生聚乙烯波紋管料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：雙壁波紋管具有重量輕、強(qiáng)度高、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于通信光電纜護(hù)套、建筑排水、市政排水、農(nóng)田低壓灌溉等領(lǐng)域。大口徑排水、排污管材屬于外承壓管材，要求材料具有良好的剛性以滿足承受外作用力的要求，同時(shí)為了滿足運(yùn)輸、施工等需要，要求材料具有良好的柔韌性。目前國內(nèi)主要通過添加改性母料如滑石粉或碳酸鈣母料等方式提高材料的剛性，降低生產(chǎn)成本，但該方式制備的管材米重高、柔韌性、耐壓性能較差，易在受外力沖擊下發(fā)生脆裂，導(dǎo)致管材破損率高、使用不穩(wěn)定、漏水等問題。同時(shí)，由于雙壁波紋管無需滿足內(nèi)承壓管道50年使用壽命要求，目前國內(nèi)很多產(chǎn)品都是采用再生聚乙烯生產(chǎn)，管材制品性能如耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、剛韌平衡性等較差，經(jīng)常出現(xiàn)管材破裂污染土壤。中國專利CN201210472524公開了一種利用LLDPE改性廢舊HDPE再生塑料制備的雙壁波紋管及其方法，雙壁波紋管由內(nèi)層、外層組成，具體步驟如下：首先將廢舊HDPE塑料進(jìn)行前處理并制粒，然后再將LLDPE樹脂、HDPE再生塑料顆粒、增強(qiáng)功能母料、炭黑母粒和消泡劑按比例混合均勻，通過擠塑加工，可制成雙壁波紋管。但該發(fā)明成分及制備方法較復(fù)雜，成本較高，所用的增強(qiáng)母料主要是滑石粉或者碳酸鈣等無機(jī)物，預(yù)期制備管材米重高、剛韌平衡性等較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種耐壓性好、抗沖擊性能優(yōu)異且材料成本低的改性再生聚乙烯波紋管料以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述改性再生聚乙烯波紋管料的制備方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的：一種改性再生聚乙烯波紋管料，包括下列重量份的組分：再生聚乙烯給水管材料70-80份，再生聚乙烯功能母料10-20份和再生聚乙烯大中空容器料15-25份；所述再生聚乙烯PE80級(jí)聚乙烯給水管材料密度0.953-0.956g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(5kg)0.5-0.6g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.950-0.957g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(21.6kg)2.0-2.5g/10min。進(jìn)一步地，所述再生聚乙烯功能母料由下列重量份的組分制成：再生聚乙烯地膜60-70份；再生防霧滴棚膜20-30份；再生聚乙烯瓶蓋10-30份；炭黑母料3-4份；抗氧劑0.3-0.5份；消泡劑0.2-0.6份。進(jìn)一步地，所述的再生聚乙烯地膜，密度為0.917～0.925g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)2.3～2.6g/10min，灰分<2％；所述的再生防霧滴棚膜，主要成分是EVA，相對含量75％-85％；LLDPE，相對15-25％含量，灰分<2％；所述的再生聚乙烯瓶蓋，密度為0.950～0.960g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)3～4g/10min，灰分<2％。進(jìn)一步地，，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配物，兩者的重量比為1：1；所述受阻酚類抗氧劑為四[β-(3，5二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β(3，5二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯；所述亞磷酸酯類抗氧劑為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯或雙(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。進(jìn)一步地，所述消泡劑為氧化鈣，可以有效消除再生塑料中的水分及氣體，提高組合物的穩(wěn)定性和伸長率等。進(jìn)一步地，所述炭黑濃度45-50％。進(jìn)一步地，所述再生聚乙烯給水管材料為PE80級(jí)或PE100級(jí)。一種如上述改性再生聚乙烯波紋管料的制備方法，包括以下步驟：(1)再生塑料預(yù)處理按比例稱取再生聚乙烯地膜、再生防霧滴棚膜和再生聚乙烯瓶蓋，并將三種再生塑料經(jīng)清洗、分離、干燥和粉碎后加入高速混合機(jī)；(2)原料混合按比例將炭黑母料、抗氧劑和消泡劑加入步驟(1)中的混合物中進(jìn)行攪拌混合，混合條件為：攪拌轉(zhuǎn)速為2000-2500轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間6-10min，攪拌溫度50-60℃；(3)母料造粒將步驟(2)中混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融、塑化、擠出和造粒；(4)改性專用料制備將20-30份功能母料加入到再生聚乙烯波紋管料中，經(jīng)高速混合機(jī)混勻后制得改性再生聚乙烯波紋管料。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中抗氧劑混合前先經(jīng)60℃的甲醇或者乙醇溶解；所述步驟(3)中雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為30～33；螺桿組合中有0-3段剪切塊，其中包含0-1段反向剪切塊；造粒溫度為175-190℃；所述步驟(4)中攪拌轉(zhuǎn)速為1500-2000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間3-5min，攪拌溫度30-40℃。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為30，螺桿組合中有1段剪切塊，造粒溫度為190℃。本發(fā)明改性再生聚乙烯波紋管料的優(yōu)點(diǎn)在于，以再生聚乙烯波紋管料與功能性母料的共混料為主要原料，全部以廢舊塑料為主要原料，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，但仍具有較高的斷裂伸長率、沖擊強(qiáng)度和彎曲模量，彎曲模量≥1167MPa，斷裂伸長率≥604％，沖擊強(qiáng)度可達(dá)39KJ/m2，波紋管材料的彎曲模量高具有高剛性能滿足較高的外承壓要求，較高沖擊強(qiáng)度保證了材料的柔韌性能避免裝卸時(shí)管材因跌落而破裂。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例1改性再生聚乙烯波紋管料，包括下列重量份的組分：再生PE80級(jí)聚乙烯給水管材料75份，再生聚乙烯功能母料15份，再生聚乙烯大中空容器料15份；其中，再生聚乙烯功能母料由下列重量份的組分制成，再生聚乙烯地膜68份，再生防霧滴棚膜23份，再生聚乙烯瓶蓋14份，炭黑母料3.5份，抗氧劑0.4份和氧化鈣0.4份，炭黑母料濃度為48％，抗氧劑1076及168各0.2份。再生PE80級(jí)聚乙烯給水管材料密度0.955g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(5kg)0.55g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.954g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(21.6kg)2.3g/10min；再生聚乙烯地膜密度為0.924g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)2.4g/10min，灰分1.1％；再生防霧滴棚膜中EVA相對含量80％，LLDPE相對含量20％，灰分1.2％；再生聚乙烯瓶蓋，密度為0.951g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)3.9g/10min，灰分1.4％。制備方法如下：(1)再生塑料預(yù)處理按上述重量份數(shù)分別稱取再生聚乙烯地膜、再生防霧滴棚膜和再生聚乙烯瓶蓋，并將三種再生塑料經(jīng)清洗、分離、干燥和粉碎后加入高速混合機(jī)；(2)原料混合抗氧劑采用60℃甲醇或者乙醇溶解后，按比例將炭黑母料、抗氧劑和氧化鈣加入步驟(1)中的混合物中進(jìn)行攪拌混合均勻，攪拌轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間8min，攪拌溫度52℃；(3)母料造粒將步驟(2)中混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融、塑化、擠出和造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為30，螺桿組合中有1段剪切塊，造粒最高溫度為190℃。(4)改性專用料制備將上述重量份數(shù)的再生聚乙烯功能母料加入到再生聚乙烯波紋管料中經(jīng)高速混合機(jī)混勻，在32℃下以轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?min后，制得改性再生聚乙烯波紋管料。實(shí)施例2改性再生聚乙烯波紋管料，包括下列重量份的組分：再生PE100級(jí)聚乙烯給水管材料72份，再生聚乙烯功能母料13份，再生聚乙烯大中空容器料23份；其中，再生聚乙烯功能母料由下列重量份的組分制成，再生聚乙烯地膜66份，再生防霧滴棚膜27份，再生聚乙烯瓶蓋23份，炭黑母料3.5份，抗氧劑0.5份和氧化鈣0.4份，炭黑母料濃度為48％，抗氧劑1076及抗氧劑168各0.25份。再生PE100級(jí)聚乙烯給水管材料密度0.958g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(5kg)0.30g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.953g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(21.6kg)2.1g/10min；再生聚乙烯地膜密度為0.924g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)2.4g/10min，灰分1.1％；再生防霧滴棚膜中EVA相對含量85％，LLDPE相對含量15％，灰分1.2％；再生聚乙烯瓶蓋，密度為0.951g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)3.9g/10min，灰分1.4％。制備方法如下：(1)再生塑料預(yù)處理按上述重量份數(shù)分別稱取再生聚乙烯地膜、再生防霧滴棚膜和再生聚乙烯瓶蓋，并將三種再生塑料經(jīng)清洗、分離、干燥和粉碎后加入高速混合機(jī)；(2)原料混合抗氧劑采用60℃甲醇或者乙醇溶解后，按比例將炭黑母料、抗氧劑和氧化鈣加入步驟(1)中的混合物中進(jìn)行攪拌混合均勻，攪拌轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間8min，攪拌溫度57℃；(3)母料造粒將步驟(2)中混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融、塑化、擠出和造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為33，螺桿組合中有1段剪切塊，造粒最高溫度為190℃。(4)改性專用料制備將上述重量份數(shù)的再生聚乙烯功能母料加入到再生聚乙烯波紋管料中經(jīng)高速混合機(jī)混勻，在32℃下以轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?min后，制得改性再生聚乙烯波紋管料。實(shí)施例3改性再生聚乙烯波紋管料，包括下列重量份的組分：再生PE80級(jí)聚乙烯給水管材料80份，再生聚乙烯功能母料19份，再生聚乙烯大中空容器料24份；其中，再生聚乙烯功能母料由下列重量份的組分制成，再生聚乙烯地膜69份，再生防霧滴棚膜22份，再生聚乙烯瓶蓋29份，炭黑母料3.5份，抗氧劑0.5份和氧化鈣0.4份，炭黑母料濃度為48％，抗氧劑1076及抗氧劑168各0.25份。再生PE80級(jí)聚乙烯給水管材料密度0.953g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(5kg)0.50g/10min；再生聚乙烯大中空容器料密度0.956g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(21.6kg)2.1g/10min；再生聚乙烯地膜密度為0.925g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)2.0g/10min，灰分1.1％；再生防霧滴棚膜中EVA相對含量77％，LLDPE相對含量23％，灰分1.2％；再生聚乙烯瓶蓋，密度為0.955g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(2.16kg)3.2g/10min，灰分1.4％。制備方法：各組分按上述重量份添加，攪拌轉(zhuǎn)度、攪拌時(shí)間和攪拌溫度等工藝參數(shù)等條件與實(shí)施例2完全相同。將由實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3制得的改性再生聚乙烯波紋管料將進(jìn)行以下性能測試：氧化誘導(dǎo)時(shí)間(OIT)按GB/T19466.6-2009進(jìn)行測試，采用鋁杯；拉伸屈服應(yīng)力及斷裂伸長率按GB/T1040.2-2006進(jìn)行，壓制試樣，拉伸速度為50mm/min；耐環(huán)境應(yīng)力開裂(ESCR)按照GB/T1842-2008進(jìn)行測試，樣品厚度為2mm；彎曲模量按GB/T9341-2008進(jìn)行測試；簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度按GB/T1043.1-2008進(jìn)行測試，A型缺口，23℃。測試性能結(jié)果見表1：表1改性再生聚乙烯波紋管料的物理性能性能單位實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3屈服強(qiáng)度MPa23.924.424.7斷裂伸長率％604629645彎曲模量MPa116712271241沖擊強(qiáng)度KJ/m2323335氧化誘導(dǎo)時(shí)間,200℃min333539ESCR,100％TX-10，50℃，F(xiàn)0h296283311由表1可見，改性再生聚乙烯排水管料的物理性能良好，彎曲模量≥1167MPa，斷裂伸長率≥604％，沖擊強(qiáng)度可達(dá)39KJ/m2，排水管要求較高的剛性以滿足外承壓要求，材料的彎曲模量高說明其剛性高；為了滿足裝卸要求，防止跌落時(shí)管材破裂，要求材料具有較高的柔韌性即沖擊強(qiáng)度。以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3