同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法是將100份聚烯烴基體與1～60份成纖相樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出熔中于熔融段溫度180～280℃，口模溫度170～280℃，擠出采用旋轉(zhuǎn)擠出模式，且在拉伸成型過程中，口模直徑與定徑套直徑比為1.25～4，擠出速度與牽引速度比為20～200rpm:0.2～6.5m/min，所制備的管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度比傳統(tǒng)擠出管材提高了7.9～69%，氧氣透過率比傳統(tǒng)擠出管材下降了7～47%。由于本發(fā)明提供的制備方法在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，引入了“熔體收斂牽引—冷卻定徑”方式，因而使得成纖相能夠在管材內(nèi)發(fā)生形變、合并、原位成纖，獲得相應(yīng)的長(zhǎng)徑比及含量的微纖，使管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度和阻氧性能同時(shí)獲得了較大的提高。
【專利說明】同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚烯烴管材及其制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚烯烴(PO)管因具有如密度小、耐化學(xué)腐蝕、熱傳導(dǎo)率低、衛(wèi)生安全、可熱熔連接和易于施工等優(yōu)異的性能，發(fā)展迅速，被廣泛應(yīng)用于各種流體輸送領(lǐng)域。以聚乙烯(PE)為例，2012年我國(guó)PE管消費(fèi)量超過300萬噸。雖然如此，但現(xiàn)有擠出工藝制備的聚烯烴管仍存在兩個(gè)缺陷:1)環(huán)向強(qiáng)度較低，軸向強(qiáng)度超過環(huán)向強(qiáng)度，而理論分析證明管的環(huán)向受力是軸向受力的2倍以上。2)阻氧能力弱，使得管內(nèi)微生物滋生，其代謝產(chǎn)物形成的污垢，不僅嚴(yán)重影響管道的長(zhǎng)期使用，且還會(huì)影響飲用水質(zhì)。
[0003]國(guó)內(nèi)外針對(duì)聚烯烴管道的這類相關(guān)缺陷進(jìn)行了大量研究，開發(fā)了許多聚烯烴管材加工成型的新方法。如為了提高環(huán)向強(qiáng)度，Morath等人(Morath C.C.，Ward
1.M., Plastics, Rubber And Composites, 2006, 35:447)在聚丙烯管的擠出過程中對(duì)聚丙烯管坯熔體進(jìn)行擴(kuò)管，使其在冷拉過程中同時(shí)受到軸向與環(huán)向應(yīng)力來提高其環(huán)向取向度，得到了高環(huán)向強(qiáng)度的聚丙烯管。Ing等人通過對(duì)管材進(jìn)行局部加熱至熔融溫度，用多股纖維交織附著于管道外壁，并使之完全滲透嵌入基質(zhì)中，經(jīng)控制冷卻得到纖維增強(qiáng)的塑料管(DE 102012005973)。為了增強(qiáng)管材的阻氧能力，胥巍然等人通過三層共擠出成型方式制備了內(nèi)層和外層為PERT，中間層為β型PP的具有良好阻氧性能的PERT地暖管道(CN201723857)。而李子清則是將PE外層、納米碳酸鈣填充的PVC中間層和EPS內(nèi)層進(jìn)行三層復(fù)合擠出成型，PE層及PVC層不僅較好的隔離氧氣并有效地解決了塑料管安裝過程中的熱容縮徑問題(CNlO 1907205)。
[0004]但遺憾的是，上述方法在解決相關(guān)問題時(shí)并不理想，其一是不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)塑料管材的環(huán)向強(qiáng)度和阻氧性能的提高，其二即便是獲得單一的環(huán)向強(qiáng)度或阻氧性能的提高所需要的附加設(shè)備都較復(fù)雜(如需要多臺(tái)擠出機(jī)及其復(fù)雜的共擠出口模)，或者為間歇式生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、難控制等，同時(shí)所需的附加設(shè)備價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本較高，實(shí)用化程度差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有塑料管材存在的問題，首先提高一種同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧性能聚烯烴管材的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述方法制備的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧性能的聚烯烴管材。
[0007]本發(fā)明提供的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧性能的聚烯烴管材的制備方法，該方法的工藝條件如下:
[0008]將100份聚烯烴基體與I?60份成纖相樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，根據(jù)成纖相樹脂，螺桿熔融段溫度為180?280°C，口模溫度為170?280°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)或口模相對(duì)于芯棒旋轉(zhuǎn)或芯棒與口模反向旋轉(zhuǎn)或芯棒與口模速度不同的同向旋轉(zhuǎn)模式，且在拉伸成型過程中，口模直徑與定徑套直徑比為1.25?4，優(yōu)選2?4,擠出速度與牽引速度比為20?200rpm:0.2?6.5m/min,優(yōu)選30?60rpm:0.2?
0.3m/min，其中物料的份數(shù)均為質(zhì)量份。
[0009]上述方法中所用成纖相樹脂的份數(shù)優(yōu)選5?40份，更優(yōu)選10?30份。
[0010]上述方法中聚烯烴基體為高密度聚乙烯、無規(guī)共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、等規(guī)聚丁烯中的任一種；成纖相樹脂為聚苯乙烯、聚酰胺6，聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12和
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的任一種。
[0011]上述方法中當(dāng)成纖相樹脂為聚苯乙烯時(shí)，其螺桿熔融段溫度設(shè)置在180?200°C之間，口模溫度為170?190°C。
[0012]上述方法中當(dāng)成纖相樹脂為聚酰胺11和聚酰胺12時(shí)，其螺桿熔融段溫度設(shè)置在180?200°C之間，口模溫度為190?200°C。
[0013]上述方法中當(dāng)成纖相樹脂為聚酰胺6及聚酰胺66時(shí)，其螺桿熔融段溫度設(shè)置在230?260°C之間，口模溫度為220?250°C。
[0014]上述方法中當(dāng)成纖相樹脂為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯時(shí)，其螺桿熔融段溫度設(shè)置在250?280°C之間，口模溫度應(yīng)控制在260?280°C。
[0015]上述方法中所述的擠出旋轉(zhuǎn)模式可通過ZL200810045785.9公開的旋轉(zhuǎn)擠出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0016]在實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，在上述熔融擠出物料中還可以添加其他現(xiàn)有技術(shù)公知的助劑，如熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、增塑劑以及增容劑等。如有必要，還可以添加其他有助于進(jìn)一步提高管材性能(如玻璃纖維)或降低生產(chǎn)成本的填料(如碳酸鈣)，前提是該類添加物不得影響本發(fā)明管材結(jié)構(gòu)的形成，并不得對(duì)管材優(yōu)良性能產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。
[0017]本發(fā)明提供的由上述方法制備的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材，該管材中所含的聚烯烴基體100份，成纖相樹脂I?60份，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度比傳統(tǒng)擠出管材提高了 7.9?69%，氧氣透過率比傳統(tǒng)擠出管材下降了 7?47%。
[0018]以上管材中所含的聚烯烴基體100份，優(yōu)選成纖相樹脂5?40份，更優(yōu)選10?40份；其環(huán)向抗拉強(qiáng)度比傳統(tǒng)擠出管材提高了 15?69%，氧氣透過率比傳統(tǒng)擠出管材下降了10 ?47%O
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、由于本發(fā)明提供的制備方法在聚烯烴基體中不僅添加了成纖相樹脂和匹配了現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)擠出系統(tǒng)，且還在拉伸成型過程中，引入了“熔體收斂牽引一冷卻定徑”方式，因而使得成纖相能夠在管材內(nèi)發(fā)生形變、合并、原位成纖，獲得相應(yīng)的長(zhǎng)徑比及含量的微纖，使管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度和阻氧性能同時(shí)獲得了較大的提高，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的空白。
[0021]2、由于本發(fā)明提供的制備方法不僅可根據(jù)不同的需求和管材的不同用途，通過選擇不同的基體和成纖相樹脂，并匹配不同口模和定徑套內(nèi)徑以及熔體收縮牽引比，便可以方便的制備出不同的管材來，因而適用面廣。
[0022]3、由于本發(fā)明提供的制備方法中使用的成纖相樹脂價(jià)格低廉，來源廣泛易得，因而不僅可降低管材成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，且易于實(shí)施。
[0023]4、由于本發(fā)明工藝自動(dòng)化程度高，連續(xù)性好，不需要添加附加設(shè)備，因而無需增加 投資,生產(chǎn)成本低,適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)擠出PS/PB-1原位微纖化管和傳統(tǒng)擠出PB-1管的環(huán)向應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。
[0025]圖2為傳統(tǒng)擠出PB-1管內(nèi)壁(擠出方向豎直)的掃描電鏡照片。
[0026]圖3為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)擠出PS/PB-1原位微纖化管內(nèi)壁(擠出方向豎直)掃描電鏡照片。
[0027]圖4為芯棒旋轉(zhuǎn)速度為6rpm時(shí)，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)擠出PS/PB-1原位微纖化管內(nèi)壁(擠出方向豎直)掃描電鏡照片。
[0028]圖5為芯棒旋轉(zhuǎn)速度為4rpm時(shí)，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)擠出PS/PB-1原位微纖化管外壁(擠出方向豎直)掃描電鏡照片。
[0029]圖6為芯棒旋轉(zhuǎn)速度為8rpm時(shí)，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)擠出PA11/PP原位微纖化管內(nèi)壁(擠出方向豎直)掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】:
[0030]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。有必要指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0031]另外，值得說明的是，I)如下實(shí)施例和對(duì)比例所得物料的份數(shù)均為質(zhì)量份。2)管材的力學(xué)性能測(cè)試方法為:將管材沿環(huán)向裁制成IOcm寬的圓環(huán)，室溫下，于拉伸速率20cm/min進(jìn)行拉伸。3)如下實(shí)施例和對(duì)比例所得管材的阻氧性能測(cè)試方法為:將15cm長(zhǎng)的管一端封閉，在另一段施壓0.1MPa的氧氣，管外循環(huán)氮?dú)猓瑴y(cè)試24小時(shí)后氮?dú)庵械难鯕鉂舛取?br>
[0032]實(shí)施例1
[0033]將100份HDPE與I份PET樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為32mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為0.3m/min。
[0034]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為38.3MPa，氧氣透過率為48.6mm3/m2*24h*0.1MPa。與傳統(tǒng)擠出HDPE管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 7.9%，氧氣透過率下降了 7%。
[0035]實(shí)施例2
[0036]將100份PB-1與10份PET樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為260°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為20mm,螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm,牽引速度為0.2m/min。
[0037]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為36.9MPa，氧氣透過率為12.3mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PB-1管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 15%，氧氣透過率下降了 22%。
[0038]實(shí)施例3
[0039]將100份PPR與20份PET樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為280°C，口模溫度為280°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為16mm,螺桿轉(zhuǎn)速為20rpm,牽引速度為0.3m/min。
[0040]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為40.5MPa，氧氣透過率為13.4mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PPR管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 32%，氧氣透過率下降了 28%。
[0041]實(shí)施例4
[0042]將100份PB-1與60份PAll樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為190°C，口模溫度為185°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模反向旋轉(zhuǎn)，二者的旋轉(zhuǎn)速度均為6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為IOmm,螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm,牽引速度為6.5m/min。
[0043]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為38.6MPa,氧氣透過率為8.4mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PB-1管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 57.6%，氧氣透過率下降了 46.5%。
[0044]實(shí)施例5
[0045]將100份PB-1與15份PS樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為195°C，口模溫度為190°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模同向旋轉(zhuǎn)，二者的旋轉(zhuǎn)速度均6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為160mm,定徑套直徑為100mm,螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm,牽引速度為0.3m/min。
[0046]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為35.3MPa，氧氣透過率為14.lmm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PB-1管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 44.1%，氧氣透過率下降了 10.2%。
[0047]實(shí)施例6
[0048]將100份PB-1與30份PAll樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為180°C，口模溫度為170°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為12mm,螺桿轉(zhuǎn)速為120rpm,牽引速度為2.4m/min。
[0049]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為41.4MPa，氧氣透過率為11.2mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PB-1管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 69%，氧氣透過率下降了 28.7%。
[0050]實(shí)施例7
[0051]將100份PB-1與40份PAll樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為190°C，口模溫度為185°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為20mm,螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm,牽引速度為0.2m/min。
[0052]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為38.4MPa，氧氣透過率為9.2mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PB-1管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 56.7%，氧氣透過率下降了 41.4%。
[0053]實(shí)施例8
[0054]將100份PB-1與5份PA6樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為255°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模反向旋轉(zhuǎn)，二者的旋轉(zhuǎn)速度均為4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為20mm,螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm,牽引速度為0.2m/min。
[0055]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為30.5MPa，氧氣透過率為14.2mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PB-1管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 24.5%，氧氣透過率下降了 10.6%。
[0056]實(shí)施例9
[0057]將100份PPB與8份PA6樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為255°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為20mm,螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm,牽引速度為0.2m/min。
[0058]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為44.5MPa，氧氣透過率為16.2mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PPB管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 17.7%，氧氣透過率下降了 15.6%。
[0059]實(shí)施例10
[0060]將100份PB-1與25份PA6樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為255°C，擠出采用口模相對(duì)于芯棒旋轉(zhuǎn)，口模旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為20mm,螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm,牽引速度為0.2m/min。
[0061]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為41.4MPa，氧氣透過率為9.2mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出PB-1管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 67%，氧氣透過率下降了 41.4%。
[0062]實(shí)施例11
[0063]將100份HDPE與35份PET樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度6rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為32mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為0.3m/min。
[0064]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為46.3MPa，氧氣透過率為32.6mm3/m2*24h*0.1MPa。與傳統(tǒng)擠出HDPE管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 30.4%，氧氣透過率下降了 37.7%。
[0065]實(shí)施例12
[0066]將100份HDPE與30份PAll樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為20mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為1.2m/min。
[0067]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為50.5MPa，氧氣透過率為35.6mm3/m2*24h*0.1MPa0與傳統(tǒng)擠出HDPE管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度提高了 42.3%，氧氣透過率下降了 31.9%。
[0068]對(duì)比例I
[0069]將100份HDPE放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，按傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方式擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為40mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為
0.6m/min。
[0070]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為35.5MPa,氧氣透過率為52.3mm3/m2*24h*0.1MPa0
[0071]對(duì)比例2
[0072]將100份HDPE與30份PAlI樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm，定徑套直徑為40mm，螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為1.2m/min。
[0073]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為30.5MPa，氧氣透過率為47.6mmVm2*24h*0.1MPa。與傳統(tǒng)擠出HDPE管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度下降了 14.1%，氧氣透過率下降了 9.0%。
[0074]對(duì)比例3
[0075]將100份HDPE與30份PAll樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，經(jīng)旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)頭及“熔體收縮牽引-冷卻定徑”裝置擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為20mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為0.6m/min。
[0076]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為28.5MPa，氧氣透過率為48.8mm3/m2*24h*0.1MPa。與傳統(tǒng)擠出HDPE管相比，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度下降了 19.7%，氧氣透過率下降了 6.7%。
[0077]對(duì)比例4
[0078]將100份PB-1放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，按傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方式擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為40mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為
0.6m/min。
[0079]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為24.5MPa,氧氣透過率為15.7mm3/m2*24h*0.1MPa0
[0080]對(duì)比例5
[0081 ] 將100份PPR放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，按傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方式擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為40mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為0.6m/
mirio
[0082]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為30.7MPa,氧氣透過率為18.6mm3/m2*24h*0.1MPa0
[0083]對(duì)比例6
[0084]將100份PPB放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，按傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方式擠出成型，螺桿熔融段溫度為260°C，口模溫度為250°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)，芯棒旋轉(zhuǎn)速度4rpm，且在拉伸成型過程中，口模直徑為40mm,定徑套直徑為40mm,螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm,牽引速度為0.6m/min0
[0085]所得管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度為37.8MPa,氧氣透過率為19.2mm3/m2*24h*0.1MPa0
【權(quán)利要求】
1.一種同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法的工藝步驟和條件如下: 將100份聚烯烴基體與I?60份成纖相樹脂共混均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，根據(jù)成纖相樹脂，螺桿熔融段溫度為180?280°C，口模溫度為170?280°C，擠出采用芯棒相對(duì)于口模旋轉(zhuǎn)或口模相對(duì)于芯棒旋轉(zhuǎn)或芯棒與口模反向旋轉(zhuǎn)或芯棒與口模速度不同的同向旋轉(zhuǎn)模式，且在拉伸成型過程中，口模直徑與定徑套直徑比為1.25?4，擠出速度與牽引速度比為20?200rpm:0.2?6.5m/min,其中物料的份數(shù)均為質(zhì)量份。
2.如權(quán)利要求1所述的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法中所用成纖相樹脂的份數(shù)為5?40份。
3.如權(quán)利要求1所述的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法中所用成纖相樹脂的份數(shù)為10?30份。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法中所用聚烯烴基體為高密度聚乙烯、無規(guī)共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、等規(guī)聚丁烯中的任一種。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法中所用成纖相樹脂為聚苯乙烯、聚酰胺6，聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的任一種。
6.如權(quán)利要求4所述的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法中所用成纖相樹脂為聚苯乙烯、聚酰胺6，聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的任一種。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法中口模直徑與定徑套直徑比為2?4 ;擠出速度與牽引速度比為30?60rpm:0.2?0.3m/min0
8.如權(quán)利要求6所述的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材的制備方法，該方法中口模直徑與定徑套直徑比為2?4 ;擠出速度與牽引速度比為30?60rpm:0.2?0.3m/min。
9.一種由權(quán)利要求1所述方法制備的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材，該管材中所含的聚烯烴基體100份，成纖相樹脂I?60份，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度比傳統(tǒng)擠出管材提高了 7.9?69%，氧氣透過率比傳統(tǒng)擠出管材下降了 7?47%。
10.如權(quán)利要求1所述方法制備的同時(shí)具備高強(qiáng)高阻氧聚烯烴管材，該管材中所含的聚烯烴基體100份，成纖相樹脂5?40份，其環(huán)向抗拉強(qiáng)度比傳統(tǒng)擠出管材提高了 15?69%，氧氣透過率比傳統(tǒng)擠出管材下降了 10?47%。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK103707482SQ201310703112
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】聶敏, 劉慰, 白時(shí)兵, 王琪 申請(qǐng)人:四川大學(xué)