一种HDPE结构壁管专用料的制备方法与流程

本发明涉及管道材料，具体而言，涉及一种hdpe结构壁管专用料的制备方法。

背景技术：

1、高密度聚乙烯（hdpe）凭借其优异的柔韧性（低弹性模量）和抗慢速裂纹增长能力，能够通过自身形变有效适应埋地工况下的不均匀沉降，且其热熔对接接头整体性好，可适配大口径埋地排水管材的成型与埋地服役要求。因此，目前市政排水用大口径管材多采用hdpe作为主体树脂。

2、埋地塑料排水管通常需要承受外压载荷。由于在达到相同环刚度等级的条件下，结构壁管相比实壁管可节省30%~70%的原材料，为节约原料成本，行业普遍采用结构壁管。结构壁管通过对管壁进行优化设计来提升环刚度，因此，以尽可能少的材料满足环刚度指标要求，是管材生产企业亟需解决的关键技术问题。其中，提高hdpe材料的强度与刚性具有重要意义。

3、环刚度是管材最重要的性能指标之一。埋地排水管在使用过程中不承受内压或承受的内压很低，主要承受外压负载（包括动负载和静负载）。若管材的环刚度不足，管材将发生过大变形或屈曲破坏，无法保证管材的安全使用。

4、现有技术中，通常采用单纯增加管壁厚度或提高基体材料用量的方式来提高管材环刚度。上述方式往往需要投入大量原材料，易造成原料浪费、管材自重增加、生产成本升高等问题，有待进一步改进。

5、针对上述hdpe管材环刚度提升过程中原料消耗大、成本高的问题，本发明提供了一种通过复合增强方式提升hdpe结构壁管专用料力学性能的制备方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种hdpe结构壁管专用料的制备方法，技术方案如下：包括

2、步骤s1：通过化学反应得到二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯；

3、步骤s2：将二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯、hdpe、过氧化二异丙苯、抗氧剂混合之后，输送至双螺杆挤出设备内加工，得到hdpe接枝二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯；

4、步骤s3：将hdpe接枝二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯、hdpe、pa6、晶须及马来酸酐接枝聚乙烯混合后，输送至双螺杆挤出设备内加工，制备得到hdpe结构壁管专用料；

5、所述hdpe结构壁管专用料，由以下重量份的原料制备而成：hdpe接枝二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯6份；

6、hdpe 100份；

7、pa6 20份；

8、晶须20份；

9、马来酸酐接枝聚乙烯3份。

10、进一步地，在本发明中，所述步骤s1中的化学反应为：在容器内加入硬脂酸，升温熔融；在固定温度下加入钛酸四异丙酯，恒温反应一段时间；搅拌状态下加入不饱和羧酸，搅拌反应一段时间；最后，去除异丙醇。

11、进一步地，在本发明中，所述化学反应中，固定温度为80~90℃；恒温反应时间为0.5~1h；搅拌反应时间为为0.5~1h。

12、进一步地，在本发明中，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中任意一种。

13、进一步地，在本发明中，所述步骤s2、步骤s3中：所述双螺杆挤出设备中的螺杆转速为150~300 r/min；所述双螺杆挤出设备采用六区控温，各控温区的温度控制在125~195℃；所述双螺杆挤出设备挤出之后进行的切粒速度为300~600r/min。

14、进一步地，在本发明中，所述晶须为硅钙镁晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须中一种或多种。

15、进一步地，在本发明中，所述hdpe接枝二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯由以下重量份原料制备而成：

16、二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯6份；

17、hdpe 100份；

18、过氧化二异丙苯 0.2-0.3份；

19、抗氧剂0.01份。

20、进一步地，在本发明中，所述二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯由以下重量份的原料制备而成：

21、硬脂酸2份；

22、钛酸四异丙酯1份；

23、丙烯酸0.25份。

24、进一步地，在本发明中，所述丙烯酸（0.25份）替换成甲基丙烯酸（0.3份）。

25、由上可知，本发明提供的一种hdpe结构壁管专用料的制备方法，

26、（1）hdpe接枝二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯作为晶须的偶联剂，可实现晶须的良好分散；

27、（2）将无机晶须增强和有机高分子增强结合，弥补单一增强的不足的问题。

1.一种hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中的化学反应为：在容器内加入硬脂酸，升温熔融；在固定温度下加入钛酸四异丙酯，恒温反应一段时间；搅拌状态下加入不饱和羧酸，搅拌反应一段时间；最后，去除异丙醇。

3.根据权利要求2所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述化学反应中，固定温度为80℃~90℃；恒温反应时间为0.5~1h；搅拌反应时间为为0.5~1h。

4.根据权利要求2所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中任意一种。

5.根据权利要求1所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2、步骤s3中：所述双螺杆挤出设备中的螺杆转速为150~300 r/min；所述双螺杆挤出设备采用六区控温，各控温区的温度控制在125~195℃；所述双螺杆挤出设备挤出之后进行的切粒速度为300~600r/min。

6.根据权利要求1所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述晶须为硅钙镁晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须中一种或多种。

7.根据权利要求1所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述hdpe接枝二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯由以下重量份原料制备而成：

8.根据权利要求7所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述二硬脂酰氧基（甲基）丙烯酰氧基钛酸异丙酯由以下重量份的原料制备而成：

9.根据权利要求8所述的hdpe结构壁管专用料的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸（0.25份）替换成甲基丙烯酸（0.3份）。