一種增強hdpe雙壁波紋管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增強HDPE雙壁波紋管及其制備方法，所述增強HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成：高密度聚乙烯 100份、木粉40～60份、鈦酸酯偶聯(lián)劑1～3份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物7～9份、其中，所述木粉的目數(shù)為80～110；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與丁二烯之比為（50:50)～(60:40)；本發(fā)明制備得到的增強HDPE雙壁波紋管具有較好的低溫沖擊韌性、剛性好、環(huán)剛度高、抗蠕變能力優(yōu)異，同時具有較低的成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種增強HDPE雙壁波紋管及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及塑料管材【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種增強HDPE雙壁波紋管及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定的高速增長，為城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了良好的宏觀 環(huán)境和廣闊空間。隨著我國對于環(huán)境保護的日益重視，從中央到地方各級政府出臺了一系 列節(jié)水、治污保護環(huán)境的政策法規(guī)。供水、節(jié)水、排水及污水治理將成為今后城市市政建設(shè) 的重點，這為大口徑塑料管的推廣應(yīng)用提供了市場發(fā)展空間。由于結(jié)構(gòu)壁管可以節(jié)省原料， 降低成本，因此結(jié)構(gòu)壁管已經(jīng)成為大口徑排水排污管道的主流產(chǎn)品。我國用于排水和排污 管道的U-PVC雙壁波紋管有剛度好，價格低等優(yōu)點；但是也有低溫沖擊性能差的缺點，特別 在北方冬季施工時非常容易破損。而HDPE雙壁波紋管在低溫韌性上有明顯的優(yōu)勢，但由于 PE材料特性，其剛性較水泥管差，管材的環(huán)剛度和抗蠕變能力較PVC波紋管差，在長期使用 過程中，容易受重力變形，影響產(chǎn)品使用壽命。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中很少涉及同時具有低溫韌性、剛性、環(huán)剛度以及抗蠕變能力均較好的 增強HDPE雙壁波紋管材；因此，開發(fā)一種增強HDPE雙壁波紋管材，具有很大意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種增強HDPE雙壁波紋管及其制 備方法，該增強HDPE雙壁波紋管具有較好的低溫沖擊韌性、剛性好、環(huán)剛度高、抗蠕變能力 優(yōu)異，同時具有較低的成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的： 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 40?60份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1?3份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7?9份； 其中，所述木粉的目數(shù)為80?110目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯 乙烯與丁二烯之比為（50:50)?（65:35)。
[0006] 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線，即采用兩級組合脈沖氣流進行干燥，具體過程為： 在120?180°C烘干1?3小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑 混合，加熱至60?70°C，在800?1100轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散5?7分鐘，然后加入苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與高密度聚乙烯 混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0007] 在本發(fā)明中，由于木粉干燥具有產(chǎn)量大但干燥溫度不能太高的特點，干燥溫度過 高容易起火，采用傳統(tǒng)的干燥設(shè)備很難滿足大生產(chǎn)的要求。因此本發(fā)明中的木粉干燥采用 專用的干燥生產(chǎn)線，即采用兩級組合脈沖氣流干燥。在干燥時，濕木粉通過加料器連續(xù)地進 入第一級脈沖氣流干燥器下端的干燥管中。在干燥管內(nèi)，木粉被高速熱空氣沖散并向上移 動，物料與氣流充分地接觸，水分被快速蒸發(fā)。木粉通過干燥管后被旋風(fēng)分離器收集，再進 入第二級脈沖氣流干燥器，再次進行干燥，有效地延長了物料的干燥時間并取得了很好的 效果。
[0008] 發(fā)明人在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，木粉的目數(shù)對管材的低溫韌性、剛性、環(huán)剛度以及抗蠕 變能力影響較大；木粉目數(shù)較小，表面粗糙度高，結(jié)構(gòu)疏松，由于高密度聚乙烯為非極性，而 木粉為極性，兩者的相容性差，高密度聚乙烯熔體不易向木粉中滲透，木粉周圍容易形成空 洞缺陷；而當(dāng)木粉目數(shù)過大時，粒徑小，木粉易團聚，這些缺陷形成應(yīng)力集中，在較小的作用 下，容易斷裂。當(dāng)選用80?100目的木粉，粒徑適中，與高密度聚乙烯相容性好，此時制備 得到的HDPE雙壁波紋管的沖擊強度和彎曲強度最好。
[0009] 進一步優(yōu)選地，所述木粉的目數(shù)為100目。
[0010] 發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS)的比值對管材同樣具有 較大的影響。適當(dāng)?shù)腟/B的比值有利于改善管材的低溫韌性、剛性、環(huán)剛度以及抗蠕變能 力。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)隨著苯乙烯與丁二烯之比S/B的增加，管材的拉伸強度和硬度增加，但曲撓 性和彈性降低；反之，曲撓性和彈性提高，但拉伸強度和硬度降低。綜合考慮，當(dāng)苯乙烯與丁 二烯之比為（50:50)?（65:35)時制備得到的管材的綜合性能最好，進一步優(yōu)選地，所述苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與丁二烯之比為60:40。
[0011] 優(yōu)選地，所述高密度聚乙烯為聚乙烯PN049。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明制備得到的HDPE雙壁波紋管 不僅在低溫韌性上有明顯的優(yōu)勢，同時通過調(diào)節(jié)配方中SBS的含量及選擇SBS中特定的苯 乙烯與丁二烯的比例范圍（S/B)，以及木粉目數(shù)的選擇等制備得到的HDPE雙壁波紋管的剛 性好、環(huán)剛度高、抗蠕變能力強，在長期使用過程中，不會因重力變形，從而延長產(chǎn)品的使用 壽命；同時生產(chǎn)成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。這些實施例僅是對本發(fā)明的典型描 述，但本發(fā)明不限于此。下述實施例中所用的試驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所使 用的原料，試劑等，如無特殊說明，均為可從常規(guī)市場等商業(yè)途徑得到的原料和試劑。
[0014] 實施例1 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7份； 其中，所述木粉的目數(shù)為100目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與 丁二烯之比為60 :40。
[0015] 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在120°C烘干1小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至60°C，在800轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散5分鐘，然后加入 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0016] 實施例2 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 50份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 2份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 8份； 其中，所述木粉的目數(shù)為80目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與 丁二烯之比為55:45 ; 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在160°C烘干2小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至65°C，在1000轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散6分鐘，然后加 入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0017] 實施例3 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 60份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 3份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 9份； 其中，所述木粉的目數(shù)為110目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與 丁二烯之比為58:42 ; 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在180°C烘干3小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至70°C，在1100轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散7分鐘，然后加 入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0018] 對照例1 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 20份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7份； 其中，所述木粉的目數(shù)為100目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與 丁二烯之比為60 :40。
[0019] 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在120°C烘干1小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至60°C，在800轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散5分鐘，然后加入 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0020] 對照例2 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7份； 其中，所述木粉的目數(shù)20目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與丁 二烯之比為60 :40 ; 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在120°C烘干1小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至60°C，在800轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散5分鐘，然后加入 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0021] 對照例3 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7份； 其中，所述木粉的目數(shù)為300目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與 丁二烯之比為60 :40 ; 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在120°C烘干1小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至60°C，在800轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散5分鐘，然后加入 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0022] 對照例4 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7份； 其中，所述木粉的目數(shù)為100目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與 丁二烯之比為40:60 ; 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在120°C烘干1小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至60°C，在800轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散5分鐘，然后加入 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0023] 對照例5 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7份； 其中，所述木粉的目數(shù)100目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與丁 二烯之比為69:31 ; 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在120°C烘干1小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至 常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至60°C，在800轉(zhuǎn)/分速度下攪拌分散5分鐘，然后加入 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自動冷卻；然后將上述混合料與聚乙烯 PN049混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
[0024] 對照例6 一種增強HDPE雙壁波紋管，所述HDPE雙壁波紋管的配方由下述重量份的原料組成： 聚乙烯PN049 100份； 木粉 40份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7份； 其中，所述木粉的目數(shù)100目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與丁 二烯之比為60 :40 ; 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 所述木粉采用專用烘干生產(chǎn)線在120°C烘干1小時，使其水分低于300mg/kg，冷卻至常 溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物與聚乙烯PN049攪拌均勻，然后 輸送至擠出機，塑化擠出、模具成型即得產(chǎn)品。
[0025] 實施例1?3及對照例1?6制備所得到的增強HDPE雙壁波紋管的性能如表1 所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種增強HDPE雙壁波紋管，其特征在于，所述增強HDPE雙壁波紋管的配方由下述 重量份的原料組成： 高密度聚乙烯 100份； 木粉 40?60份； 鈦酸酯偶聯(lián)劑 1?3份； 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 7?9份； 其中，所述木粉的目數(shù)為80?110目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯 乙烯與丁二烯之比為（50:50)?（60:40); 所述HDPE雙壁波紋管的制備方法包括如下步驟： 將所述木粉采用兩級組合脈沖氣流干燥，在120?180°C烘干1?3小時，使其水分低 于300mg/kg，冷卻至常溫后與鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，加熱至60?70°C，在800?1100轉(zhuǎn)/分 速度下攪拌分散5?7分鐘，然后加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌均勻后自 動冷卻；然后將上述混合料與高密度聚乙烯混合均勻，然后輸送至擠出機，塑化擠出、模具 成型即得增強HDPE雙壁波紋管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強HDPE雙壁波紋管，其特征在于，所述木粉的目數(shù)為100 目。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強HDPE雙壁波紋管，其特征在于，所述高密度聚乙烯為聚 乙烯PN049。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強HDPE雙壁波紋管，其特征在于，所述苯乙烯-丁二烯-苯 乙烯嵌段共聚物中苯乙烯與丁二烯之比為60 :40。
【文檔編號】C08L97/02GK104448466SQ201410615409
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】代營偉, 李錦松, 代衛(wèi)東 申請人:鶴山聯(lián)塑實業(yè)發(fā)展有限公司