[发明专利]聚乙烯低温抗冲管材料

说明书

本发明公开了一种聚乙烯低温抗冲管材料，由如下重量份原料制成：改性聚乙烯90‑100份、增韧填料12‑16份、阻燃剂6‑8份、加工助剂2‑4份、分散剂2‑3份；该管材料由如下步骤制成：步骤S1、将增韧填料在60℃下真空干燥24h；步骤S2、将增韧填料与改性聚乙烯进行密炼共混得预混物；步骤S3、将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出和造粒。本发明通过采用改性聚乙烯作为管材料基体，核‑壳结构的增韧填料以及阻燃剂加入，加工助剂和分散剂的复配，得到一种抗冲击性能强、力学性能好、具有高阻燃性能的聚乙烯管材料，在低温环境下也同样适用，具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于聚乙烯管材料技术领域，具体地，涉及一种聚乙烯低温抗冲管材料。

背景技术

聚乙烯管材以突出的耐化学腐蚀性、耐低温性、耐热和耐磨及焊接性能、对输送介质无污染、制造安装费用低、使用寿命长等特点，愈来愈广泛地应用于燃气输送、供水、排污、供热、农业灌溉和矿山细颗粒固体输送等领域。聚乙烯管材按照破坏形式主要分为3种方式：（1）韧性破坏；（2）脆性破坏；（3）氧化破坏。脆性破坏是管材在实际使用过程中发生破坏的主要形式，是由材料在较低应力条件下引起的慢速裂纹增长所致。慢速裂纹增长是在较低应力的条件下发生的分子链滑移，并且没有发生分子的断链。分子链的解缠结是材料发生慢速裂纹增长破坏的原因。

专利号为CN201010516103.5的中国发明专利公开了一种高强度耐压聚乙烯组合物及其制备方法，其配料重量百分组成为：高等级聚乙烯压力管材料80-90％，高分子量聚乙烯 5-10％，低分子聚乙烯0-10％，外加：加工助剂0-0.2％，分散剂0-2％，该组合物能够提高产品的断裂伸长率、冲击强度和耐快速裂纹扩展（RCP）等性能。但是聚乙烯管材料在低温下的较弱抗冲击性能（低温性脆）仍然没有得到改善，限制了聚乙烯管材在低温环境下的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚乙烯低温抗冲管材料，通过采用改性聚乙烯作为管材料基体，改性聚乙烯是经过交联成网状的聚乙烯，并经过冷冻处理，使得改性聚乙烯的冲击性能得到增强，材料抵抗外界破坏能力较强，并且在低温环境下仍具有较好的抗冲击性能；通过核-壳结构的增韧填料，与基体的相容性好，不仅能够增强材料的韧性，从而提高管材料抗冲击性能，而且能够管材料的强度；通过阻燃剂的加入，阻燃剂不仅能够均匀分散在管材料中起到增强管材料的阻燃效果，而且能够充当增强填料作用，提高材料的力学性能；得到一种抗冲击性能强、力学性能好、具有高阻燃性能的聚乙烯管材料，在低温环境下也同样适用，具有广泛的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

聚乙烯低温抗冲管材料，由如下重量份原料制成：改性聚乙烯90-100份、增韧填料12-16份、阻燃剂6-8份、加工助剂2-4份、分散剂2-3份；

所述增韧填料由如下方法制备：

将纳米二氧化硅、POE和聚四氟乙烯在65-68℃的真空干燥箱干燥20-22h，并将干燥后的纳米二氧化硅、POE和聚四氟乙烯按质量比1：2：1在密炼机中进行密炼共混，共混温度为175℃，转速为60r/min，共混时间为7min，出料，得到增韧填料；

所述聚乙烯低温抗冲管材料由如下步骤制成：

步骤S1、将增韧填料在60℃下真空干燥24h；

步骤S2、将增韧填料与改性聚乙烯进行密炼共混，共混温度为190℃，转速为50rpm，共混时间为8min，出料，得到预混物；

步骤S3、将预混物、阻燃剂、加工助剂和分散剂在高速搅拌机中混合3-10分钟后，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出和造粒，制得聚乙烯低温抗冲管材料；

双螺杆挤出机中螺杆的长径比为30-36，双螺杆挤出机的加工温度为220-230℃。

进一步地，所述改性聚乙烯由如下方法制备：