[发明专利]一种改性高密度聚乙烯管及其生产工艺

说明书

本发明涉及一种改性高密度聚乙烯管及其生产工艺，属于特种聚烯烃管材技术领域。其按照重量计包括：高密度聚乙烯母料100份、抗污改性剂15‑22份、自由基引发剂1.1‑1.4份、润滑剂0.5‑0.7份、抗氧剂0.12‑0.16份、紫外线吸收剂0.01‑0.02份和热稳定剂0.01‑0.02份；抗污改性剂为无机‑有机复合物，通过嵌段共聚减轻氟化物在基体中迁移并提高与基体的相容性，引入羰基酯结构促进形成活性位点，将抗污改性剂与基体接枝，发挥稳定的抗污防结垢作用，且无机纳米二氧化硅与基体通过共价键形式连接，充分发挥强化作用，对管材力学性能的提升有明显促进效果。

技术领域

本发明属于特种聚烯烃管材技术领域，具体地，涉及一种改性高密度聚乙烯管及其生产工艺。

背景技术

白酒生产工艺过程中多个环节涉及高温液体的输送和排放，如高温高污染浓度的冷却水、高温呈弱酸性具有腐蚀性的生产废水。目前主要是采用球墨铸铁管内衬水泥砂浆管道输送，由于砂浆易受酸性污水腐蚀，且随着废水温度的下降，会有结晶性物质析出沉淀，加之砂浆层粗糙度大且易受侵蚀，使得管线结垢严重，影响管线的正常运行。

聚烯烃管道以耐酸、表面光滑、安装方便、原料广泛等优点成为球墨铸铁复合管的最佳替代品。聚乙烯作为常见的聚烯烃，具有良好的耐酸碱性和耐溶剂性，被广泛应用在介质的输送管道中，聚乙烯主要包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯三种类型，其中，高密度聚乙烯力学性能强、软化点高、耐化学腐蚀性能优异，是作为白酒废水输送管道材料的较优替代品；在实际应用过程中，相较于球墨铸铁复合管结垢问题有所缓解，但是，结垢问题仍是产线的痛点和难点。因此，本申请旨在研制一种具有抗结垢性能的改性高密度聚乙烯管。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种改性高密度聚乙烯管及其生产工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种改性高密度聚乙烯管，按照重量计包括：高密度聚乙烯母料100份、抗污改性剂15-22份、自由基引发剂1.1-1.4份、润滑剂0.5-0.7份、抗氧剂0.12-0.16份、紫外线吸收剂0.01-0.02份和热稳定剂0.01-0.02份。

所述抗污改性剂由以下方法制备：

步骤A1：将马来酸酐、四氟丁二醇、无水乙酸钠和二甲基甲酰胺混合，升温至85-95℃，辅以80-120rpm机械搅拌，保温搅拌反应1.2-1.5h，过量的马来酸酐和四氟丁二醇在无水乙酸钠的催化下形成含氟的小分子量聚酯，再加入1,4-丁二醇混合，升温至102-108℃，提升搅拌速率为150-200rpm，保温搅拌反应1.5-2h，1,4-丁二醇作为连接材料和封端剂与小分子聚酯继续反应，反应结束减压旋蒸脱除低沸物，得到中间体；

进一步地，马来酸酐、四氟丁二醇、1,4-丁二醇和无水乙酸钠的用量比为0.1mol：0.05-0.08mol：0.07-0.1mol：0.14-0.18g。

步骤A2：将中间体、三乙胺和四氢呋喃混合，在10-20℃下恒温，施加200-300rpm搅拌，缓慢加入烯丙基氯，控制加入反应时间3-4h，烯丙基氯与中间体的端部羟基反应，对中间体修饰，反应结束加入大量去离子水混洗，取有机相减压旋蒸，得到预聚单体；

进一步地，中间体、烯丙基氯和三乙胺的用量比为100g：35-40mmol：6-8mL。

步骤A3：将纳米二氧化硅、硅烷偶联剂KH560和乙醇水溶液混合，在室温下搅拌12h，离心取底层沉淀洗涤，硅烷偶联剂KH560对纳米二氧化硅偶联处理，在表面引入环氧基修饰，再加入十一烯醇、三亚乙基二胺和二氧六环混合，升温至105-110℃，辅以120-150rpm机械搅拌，保温回流反应1.8-2.2h，在三亚乙基二胺催化下，十一烯醇与纳米二氧化硅的表面环氧基开环反应，反应结束离心取底层沉淀用乙醇洗涤、干燥，得到负载单体；