該發(fā)明涉及一種新型PE管材及其制備方法。
背景技術(shù)：
：PE具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性好，耐低溫性能，電絕緣性優(yōu)良，吸水性小。聚乙烯可用擠出、吹塑、模塑、注射和熔紡等方法成型，廣泛應用于管材、涂層、薄膜、片材、容器和電纜、電線的絕緣和護套。目前，PE材料在力學強度、相容性、抗沖擊性能、低體積收縮率等性能需要進一步提升。該發(fā)明采用己二胺改性PE、己二酸改性PE、改性硅灰石、羧甲基纖維素等為原料制備了新型PE管材，該方法制備的新型PE管材具有優(yōu)異的力學強度、相容性、抗沖擊性能、低體積收縮率等性能。技術(shù)實現(xiàn)要素：該發(fā)明的目的在于提供一種新型PE管材的制備方法，該方法通過改變反應物原料和工藝方式，制備的管材具有優(yōu)異的力學強度、相容性、抗沖擊性能、低體積收縮率等性能。為了實現(xiàn)上述目的，該發(fā)明的技術(shù)方案如下。一種新型PE管材及其制備方法，具體包括以下步驟：(1)、將硅酸鈉、稀鹽酸、醋酸鈣、水和羧甲基纖維素按照份數(shù)比為100：5～10：35～45：103～136：2～9加入到反應器中，攪拌速度為140～185r/min，維持體系溫度30～40℃條件下反應0.5～1h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、將棕櫚酸、硅灰石、水、十二烷基苯磺酸鈉、二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和羧甲基纖維素按照份數(shù)比100：118～129：13～27：5～12：3～5：2～6加入到反應釜中，攪拌速度為72～89r/min，維持體系溫度73～86℃條件下反應0.7～2h，得到改性硅灰石；(3)、將己二酸、PE、聚丙烯酸丁酯和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份數(shù)比100：118～135：13～27：3～8加入到反應釜中，在溫度63～77℃，攪拌速度為62～83r/min條件下反應0.4～2h，即得到己二酸改性PE；(4)、將己二胺、PE、PMMA、聚丙烯酸乙酯和二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷按照份數(shù)比100：115～130：8～17：5～12：3～7加入到反應釜中，在溫度46～57℃，攪拌速度為67～89r/min條件下反應0.6～1h，即得到己二胺改性PE；(5)、將己二胺改性PE、己二酸改性PE、改性硅灰石、羧甲基纖維素、亞磷酸三苯酯、硬脂酸鈣、聚磷酸銨按照份數(shù)比100：100～108：21～39：9～20：2～4：2～6：7～14加入到開煉機中，用開煉機在溫度165～187℃混合反應0.3～1h，用擠出機在溫度165～187℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。本申請中，各主要組分所起的作用如下：所述的稀鹽酸的目的為了降低硅酸鈉和硅酸鈣的水解。所述的棕櫚酸的目的為了調(diào)整硅灰石的表面能、潤滑性及吸油值。所述的己二胺改性PE、己二酸改性PE的目的為了提高PE的化學活性及力學強度。所述的羧甲基纖維素的目的為了提高物料間的相容性。該發(fā)明的有益效果在于：1、硅酸鹽在水中會發(fā)生水解反應，少量稀鹽酸的引入，可以抑制硅酸鹽的水解，提高硅酸鹽的水解穩(wěn)定性；2、棕櫚酸對硅灰石表面起到修飾作用，可以調(diào)整硅灰石的表面能、吸油值、PE的相容性及潤滑作用；3、己二胺改性PE、己二酸改性PE源于聚酰胺材料的合成、加工及應用，此改性不僅可以賦予PE優(yōu)異的化學反應活性，還可以因具有類似聚酰胺材料的結(jié)構(gòu)而縮短PE加工成型時間，拓寬加工成型方式，提高PE的交聯(lián)密度、相容性、內(nèi)聚強度及力學強度；4、改性硅灰石與PE具有優(yōu)異的相容性，可以更好的填充在PE中，從而可以減少PE的體積收縮率，硅灰石還具有優(yōu)異的保溫性能，可以賦予PE較好的保溫效果。具體實施方式下面結(jié)合實施例對該發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解該發(fā)明。實施例1一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、7份稀鹽酸、40份醋酸鈣、125份水和5份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為165r/min，維持體系溫度34℃條件下反應0.6h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、123份硅灰石、22份水、8份十二烷基苯磺酸鈉、4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和3份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為79r/min，維持體系溫度78℃條件下反應0.8h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、126份PE、23份聚丙烯酸丁酯和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度69℃，攪拌速度為75r/min條件下反應0.7h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、120份PE、12份PMMA、8份聚丙烯酸乙酯和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度52℃，攪拌速度為73r/min條件下反應0.8h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、103份己二酸改性PE、27份改性硅灰石、14份羧甲基纖維素、3份亞磷酸三苯酯、5份硬脂酸鈣、10份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度171℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度171℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例2一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、5份稀鹽酸、35份醋酸鈣、103份水和2份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為140r/min，維持體系溫度30℃條件下反應0.5h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、118份硅灰石、13份水、5份十二烷基苯磺酸鈉、3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和2份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為72r/min，維持體系溫度73℃條件下反應0.7h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、118份PE、13份聚丙烯酸丁酯和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度63℃，攪拌速度為62r/min條件下反應0.4h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、115份PE、8份PMMA、5份聚丙烯酸乙酯和3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度46℃，攪拌速度為67r/min條件下反應0.6h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、100份己二酸改性PE、21份改性硅灰石、9份羧甲基纖維素、2份亞磷酸三苯酯、2份硬脂酸鈣、7份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度165℃混合反應1h，用擠出機在溫度165℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例3一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、10份稀鹽酸、45份醋酸鈣、136份水和9份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為185r/min，維持體系溫度40℃條件下反應1h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、129份硅灰石、27份水、12份十二烷基苯磺酸鈉、5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和6份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為89r/min，維持體系溫度86℃條件下反應2h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、135份PE、27份聚丙烯酸丁酯和8份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度77℃，攪拌速度為83r/min條件下反應2h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、130份PE、17份PMMA、12份聚丙烯酸乙酯和7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度57℃，攪拌速度為89r/min條件下反應1h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、108份己二酸改性PE、39份改性硅灰石、20份羧甲基纖維素、4份亞磷酸三苯酯、6份硬脂酸鈣、14份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度187℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度187℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例4一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、6份稀鹽酸、40份醋酸鈣、110份水和8份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為155r/min，維持體系溫度33℃條件下反應0.9h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、120份硅灰石、15份水、10份十二烷基苯磺酸鈉、4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和3份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為75r/min，維持體系溫度80℃條件下反應0.9h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、120份PE、20份聚丙烯酸丁酯和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度70℃，攪拌速度為75r/min條件下反應0.9h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、120份PE、15份PMMA、10份聚丙烯酸乙酯和4份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度52℃，攪拌速度為76r/min條件下反應0.8h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、104份己二酸改性PE、30份改性硅灰石、17份羧甲基纖維素、3份亞磷酸三苯酯、5份硬脂酸鈣、9份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度168℃混合反應0.9h，用擠出機在溫度168℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例5一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、9份稀鹽酸、38份醋酸鈣、116份水和3份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為149r/min，維持體系溫度39℃條件下反應0.7h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、123份硅灰石、17份水、8份十二烷基苯磺酸鈉、3份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和5份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為79r/min，維持體系溫度77℃條件下反應0.8h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、126份PE、26份聚丙烯酸丁酯和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度73℃，攪拌速度為76r/min條件下反應1.2h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、124份PE、9份PMMA、8份聚丙烯酸乙酯和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度55℃，攪拌速度為82r/min條件下反應0.8h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、101份己二酸改性PE、37份改性硅灰石、17份羧甲基纖維素、3份亞磷酸三苯酯、4份硬脂酸鈣、13份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度174℃混合反應0.5h，用擠出機在溫度174℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例6一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、8份稀鹽酸、43份醋酸鈣、134份水和5份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為165r/min，維持體系溫度37℃條件下反應0.8h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、126份硅灰石、25份水、11份十二烷基苯磺酸鈉、5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和4份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為76r/min，維持體系溫度84℃條件下反應1.6h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、132份PE、23份聚丙烯酸丁酯和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度71℃，攪拌速度為65r/min條件下反應1.8h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、118份PE、10份PMMA、7份聚丙烯酸乙酯和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度55℃，攪拌速度為82r/min條件下反應0.9h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、104份己二酸改性PE、35份改性硅灰石、17份羧甲基纖維素、2.8份亞磷酸三苯酯、5.4份硬脂酸鈣、12份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度177℃混合反應0.6h，用擠出機在溫度177℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例7一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、8份稀鹽酸、43份醋酸鈣、129份水和5份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為175r/min，維持體系溫度38℃條件下反應0.7h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、122份硅灰石、16份水、9份十二烷基苯磺酸鈉、3.5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和3份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為76r/min，維持體系溫度78℃條件下反應1.4h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、128份PE、24份聚丙烯酸丁酯和6.7份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度71℃，攪拌速度為82r/min條件下反應1.9h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、124份PE、13份PMMA、11份聚丙烯酸乙酯和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度51℃，攪拌速度為76r/min條件下反應0.8h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、106份己二酸改性PE、28份改性硅灰石、17份羧甲基纖維素、3.4份亞磷酸三苯酯、4.5份硬脂酸鈣、11份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度182℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度182℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例8一種新型PE管材，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取100份硅酸鈉、8份稀鹽酸、39份醋酸鈣、127份水和6.2份羧甲基纖維素加入到反應器中，攪拌速度為181r/min，維持體系溫度36℃條件下反應0.7h，產(chǎn)物在150℃干燥1h，經(jīng)500mL水洗滌、過濾、200mL乙醇洗滌、過濾，120℃干燥15min，經(jīng)600℃焙燒2h，得到硅灰石；(2)、稱取100份棕櫚酸、128份硅灰石、19份水、8份十二烷基苯磺酸鈉、4.5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷和4份羧甲基纖維素加入到反應釜中，攪拌速度為88r/min，維持體系溫度80℃條件下反應1.3h，得到改性硅灰石；(3)、稱取100份己二酸、129份PE、23份聚丙烯酸丁酯和5份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度71℃，攪拌速度為77r/min條件下反應1.2h，即得到己二酸改性PE；(4)、稱取100份己二胺、121份PE、14份PMMA、8份聚丙烯酸乙酯和6份二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度49℃，攪拌速度為83r/min條件下反應0.7h，即得到己二胺改性PE；(5)、稱取100份己二胺改性PE、107份己二酸改性PE、35份改性硅灰石、13份羧甲基纖維素、3.1份亞磷酸三苯酯、4.2份硬脂酸鈣、9份聚磷酸銨加入到開煉機中，用開煉機在溫度185℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度185℃將新型PE擠出成型，即得到新型PE管材。實施例9此例為未加任何助劑的對照組。表1實施例1和實施例9制得的新型PE管材的性能參數(shù)實施例1實施例9加工成型性好較好拉伸強度/MPa5641成型收縮率/%0.21.2以上所述是該發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離該發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為該發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3