[发明专利]一种高密度聚乙烯和PET合金管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料管道加工领域，尤其涉及一种非开挖技术领域使用的高密度聚乙烯和PET合金管及其制备方法。

技术背景

高密度聚乙烯，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，其结晶度为80-90％。高密度聚乙烯树脂是无毒、无味、无臭的白色颗粒，可用于饮用水管道的挤出成型。其熔点约为130℃，相对密度为0.941-0.960。高密度聚乙烯具有良好的耐寒性，韧性好，化学稳定性好，介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。高密度聚乙烯熔化温度范围在200-250℃之间，加工流动性较好。其化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀。

PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，是高度结晶的极性聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃；电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好；抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET材料透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。

由于高密度聚乙烯材料的弹性模量相对较小，高密度聚乙烯制品的刚度和尺寸稳定性较差，高密度聚乙烯材料的耐磨性和抗疲劳强度也比较差。用高密度聚乙烯材料制成管道制品，经常因为管材变形影响熔接质量，甚至造成管材无法熔接而报废。而且由于高密度聚乙烯管材耐磨性较差，在城镇供水管网的非开挖技术应用中，比较容易因管材磨损引起质量事故。

而PET的玻璃化温度和熔点比较高，在通常加工温度下，结晶速度较慢，冲击韧性差，若单独使用PET材料加工成管道制品，其熔接性和韧性较差，无法满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种非开挖技术领域使用的具有更好强度、模量、表面硬度、耐热性、耐磨性和抗疲劳强度的高密度聚乙烯和PET合金管及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高密度聚乙烯和PET合金管，其由以下重量份的组分混合注塑而成：

所述相容剂为聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，所述增强剂为长玻璃纤维，所述加工助剂为可溶性聚四氟乙烯；所述浓缩色母料是以低密度聚乙烯为载体，以炭黑为着色剂，以月桂酸钡为分散剂制得；所述PE100是以100级高密度聚乙烯原料，采用淤浆低压法合成；所述PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯，在高真空条件下采用酯交换法缩聚而得。

一种高密度聚乙烯和PET合金管的制备方法，其包括以下步骤：

1)称取原料：根据各组分重量份比例称取PE100、PET、相容剂、加工助剂、浓缩色母料；

2)捏合工艺：将所称取的原料按比例依次投入混料机中，在70℃-110℃下混合均匀形成一级混合料，并干燥20-30分钟得到二级混合料；

3)挤出成型工艺：将二级混合料投入平行双螺杆挤出机，并在挤出机的进纤口中加入增强剂，通过调节进纤速度和主机挤出速度来控制增强剂的加入比例，挤出成型得到管坯，在挤出过程中，螺杆温度为40-60℃，料筒温度为190-210℃，模具温度为200-220℃；管坯挤出后，采用真空冷却定径法进行冷却定型，冷却时真空度为-0.02～-0.04MPa，冷却温度为15-20℃；管坯冷却定型后,经切割成段并包装为合金管成品；

4)成品入库：对所述合金管成品进行检验，合格品进仓。

本发明中PE100是以100级高密度聚乙烯原料，采用淤浆低压法合成。

本发明中PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯，在高真空条件下采用酯交换法缩聚而得。

本发明中相容剂为聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，相容剂是指借助于分子间的键合力，使不相容的两种聚合物组分结合在一起，从而形成混溶体系的一类化合物。高密度聚乙烯为非极性分子，PET为极性分子，两者在热力学上不相容。本发明使用的聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基可与PET反应，而PE链段可与高密度聚乙烯相容。在高密度聚乙烯与PET共混两相之间存在着明显的相界面层，且相界面很小，只有1.0-1.1nm，相容剂聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯加入后，可以存在于高密度聚乙烯与PET两相界面之间，使两相界面层增大2-3倍，聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯具有很长的分子链，长分子链之间彼此产生一定的斥力，可以防止相同组分的接近与合并。