一種抗刮擦pe復(fù)合管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于管材制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗刮擦PE復(fù)合管及其制備方法，廣 泛應(yīng)用于給水、燃?xì)?、排污、礦山、化工、電力等非開挖領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著非開挖鋪設(shè)以及無砂鋪設(shè)的快速發(fā)展，PE管道以其優(yōu)異的柔韌性成為非開挖 和無砂鋪設(shè)管道的首選。然而，施工過程中人為的拖拽引起的刮傷以及周圍環(huán)境例如石頭 等尖銳物體頂住管材外表面造成的點(diǎn)載荷，都會(huì)形成應(yīng)力集中區(qū)而產(chǎn)生銀紋，銀紋可進(jìn)一 步增長(zhǎng)發(fā)展成裂紋而導(dǎo)致管道破壞。因此提高管道外表面的抗刮擦性能非常重要，可避免 管道留下劃痕而埋下安全隱患。
[0003] 國(guó)內(nèi)外針對(duì)PE管材抗刮擦方面的研究有很多。最為普遍的是超韌PElOO-RC材料 (己烯-乙烯共聚的雙峰分子量分布的聚乙烯）的開發(fā)，目前主要的PE100-RC材料包括道達(dá) 爾石化的XRC20B XSC50 Orange和北歐化工的HS3490-LS-H。濟(jì)南長(zhǎng)虹則有超高分子量超韌 增強(qiáng)聚乙烯管道等。這類產(chǎn)品抗刮擦性能提升有限，且產(chǎn)品造價(jià)普遍較高，不易大范圍推 廣。另外，在PE管表面復(fù)合聚丙烯(PP)防護(hù)層，外層PP可一定程度上阻止管道損傷以及內(nèi)層 PE的裂紋。但外層PP低溫脆性大，與內(nèi)層PE有明顯分層現(xiàn)象，在非開挖鋪設(shè)時(shí)因拖拽易造成 移位、脫落等，而起不到保護(hù)層的作用，且其連接時(shí)需要?jiǎng)儗尤劢?，操作不便?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種耐刮擦、抗蠕變且連接方便 的抗刮擦PE復(fù)合管及其制備方法，它主要用于給水、燃?xì)狻⑴盼?、礦山、化工、電力等非開挖 鋪設(shè)領(lǐng)域。
[0005] 所述的一種抗刮擦PE復(fù)合管，包括由普通聚乙烯材料成型的均質(zhì)聚乙烯管主體， 其特征在于均質(zhì)聚乙烯管主體表面增加一層交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層，其特征在于所述交聯(lián)聚乙 烯保護(hù)層厚度為均質(zhì)聚乙烯管主體壁厚的10~15%。
[0006] 所述的一種抗刮擦PE復(fù)合管，其特征在于所述均質(zhì)聚乙烯管主體的強(qiáng)度為PE100 級(jí)材料或者PE80級(jí)材料。
[0007] 所述的一種抗刮擦PE復(fù)合管，其特征在于所述交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層由以下重量份的 原料組分制成： 交聯(lián)聚乙烯90~100份硅酮類外潤(rùn)滑添加劑0.05~0.2份 遙爪型親水基團(tuán)聚合物添加劑0.1~0.5份抗氧劑1010 0.1~0.5份 抗氧劑168 0.1~0.5份線性低密度聚乙烯2~6份。
[0008] 所述的一種抗刮擦PE復(fù)合管，其特征在于所述交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層由以下重量份的 原料組分制成： 交聯(lián)聚乙烯92~98份硅酮類外潤(rùn)滑添加劑0.08~0.16份 遙爪型親水基團(tuán)聚合物添加劑0.2~0.4份抗氧劑1010 0.2~0.4份 抗氧劑168 0.2~0.4份線性低密度聚乙烯3-5份。
[0009] 所述的一種抗刮擦PE復(fù)合管，其特征在于所述交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層由以下重量份的 原料組分制成： 交聯(lián)聚乙烯95份硅酮類外潤(rùn)滑添加劑0.12份 遙爪型親水基團(tuán)聚合物添加劑0.3份抗氧劑1010 0.3份 抗氧劑168 0.3份線性低密度聚乙烯4份。
[0010] 所述的一種抗刮擦PE復(fù)合管，其特征在于所述遙爪型親水基團(tuán)聚合物添加劑為羧 甲基纖維素鈉。
[0011] 所述的一種抗刮擦PE復(fù)合管，其特征在于硅酮類外潤(rùn)滑添加劑為聚二甲基硅氧 烷。
[0012] 所述的抗刮擦PE復(fù)合管的制備方法，其特征在于所述生產(chǎn)工藝如下：按配比將交 聯(lián)聚乙烯保護(hù)層的材料各組分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入擠出機(jī)內(nèi)采用反應(yīng)擠出工藝，在均質(zhì)聚乙 烯管主體外層共擠一層輕度交聯(lián)的交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層，形成緊密復(fù)合的一體結(jié)構(gòu)，得到抗 刮擦PE復(fù)合管，交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層采用自主交聯(lián)工藝，該交聯(lián)聚乙烯外保護(hù)層放置6-12天 即能達(dá)到65%以上的交聯(lián)度。
[0013] 所述的抗刮擦PE復(fù)合管的制備方法，其特征在于反應(yīng)擠出交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層的工 藝溫度為140~230°C，輕度交聯(lián)的交聯(lián)度< 15%。
[0014] 所述的抗刮擦PE復(fù)合管的制備方法，其特征在于擠出機(jī)反應(yīng)擠出交聯(lián)聚乙烯保護(hù) 層的螺桿轉(zhuǎn)速20rpm~lOOrpm，熔壓控制在15~30MPa。
[0015]通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下： 1) 本發(fā)明得到的一種抗刮擦PE復(fù)合管，以交聯(lián)聚乙烯作為外保護(hù)層，由于采用了特殊 的交聯(lián)聚乙烯添加劑遙爪型親水基團(tuán)聚合物，能夠與聚合物分子鏈上的硅醇反應(yīng)，阻止硅 醇與硅醇之間發(fā)生的交聯(lián)反應(yīng)，從而阻止聚合物熔體粘度升高，解決了交聯(lián)聚乙烯管材生 產(chǎn)過程中，特別是大口徑(D > 63mm)管材擠出生產(chǎn)過程中的預(yù)交聯(lián)現(xiàn)象，使管材內(nèi)外壁表面 光滑，生產(chǎn)連續(xù)性提高；同時(shí)由于遙爪型親水基團(tuán)聚合物的存在，在靜置過程中對(duì)空氣中水 分的吸附，從而加速硅醇的交聯(lián)，使得交聯(lián)聚乙烯放置一段時(shí)間后即可達(dá)到較高的交聯(lián)度； 2) 本發(fā)明的交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層采用自主交聯(lián)工藝，即不需要通過熱水或者熱蒸汽提高 外層PEX-b的交聯(lián)度，直接放置12天可達(dá)到65%以上的交聯(lián)度，省去了高溫水浴或蒸汽蒸煮 的步驟，使本發(fā)明的復(fù)合管生產(chǎn)方法相對(duì)簡(jiǎn)潔，便于加工操作，而且反應(yīng)擠出工藝溫度為 140~230°C，螺桿轉(zhuǎn)速20rpm~IOOrpm，熔壓控制在15~30MPa，能避免產(chǎn)生雜質(zhì)； 3) 本發(fā)明制得的抗刮擦PE復(fù)合管復(fù)合效果好，交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層與均質(zhì)聚乙烯管主體 較好地復(fù)合成一體，避免了非開挖施工時(shí)內(nèi)管與外管的剝離脫落現(xiàn)象的發(fā)生，加工性能優(yōu) 異，工藝難度系數(shù)相對(duì)較低，生產(chǎn)效率高，而且通過本發(fā)明生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品合格率高， 提升了產(chǎn)品質(zhì)量，外層交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高管道的整體抗刮擦性能， 使用周期長(zhǎng)。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中A方向的橫截面圖。
[0017] 圖中：1-均質(zhì)聚乙烯管主體，2-交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明： 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種抗刮擦PE復(fù)合管，包括由普通聚乙烯材料成型的均質(zhì) 聚乙烯管主體1，該均質(zhì)聚乙烯管主體1表面增加一層交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層2,且交聯(lián)聚乙烯保 護(hù)層2厚度為均質(zhì)聚乙烯管主體1壁厚的10~15%，該均質(zhì)聚乙烯管主體1的強(qiáng)度為PE100級(jí) 材料或者PE80級(jí)材料;所述交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層2由以下重量份的原料組分制成:交聯(lián)聚乙烯 90~100份、硅酮類外潤(rùn)滑添加劑0.05~0.2份、遙爪型親水基團(tuán)聚合物添加劑0.1~0.5份抗 氧劑1010 0.1~0.5份、抗氧劑168 0.1~0.5份、線性低密度聚乙烯2~6份； 其制備方法如下:按配比將交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層2的材料各組分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入擠出機(jī) 內(nèi)采用反應(yīng)擠出工藝，140~230°C溫度下在均質(zhì)聚乙烯管主體1外層共擠一層輕度交聯(lián)的交 聯(lián)聚乙烯保護(hù)層2,輕度交聯(lián)為交聯(lián)度<15%，形成緊密復(fù)合的一體結(jié)構(gòu)，所述擠出機(jī)反應(yīng)擠 出交聯(lián)聚乙稀保護(hù)層2的螺桿轉(zhuǎn)速20rpm~lOOrpm，恪壓控制在15~30MPa，得到抗刮擦PE復(fù)合 管，交聯(lián)聚乙烯保護(hù)層2采用自主交聯(lián)工藝，該交聯(lián)聚乙烯外保護(hù)層放置6-12天即能