改性聚烯烃drpo钢塑增强缠绕排水排污管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种改性聚烯烃DRP0钢塑增强缠绕 排水排污管。
【背景技术】
[0002] 目前，我国的排水管网系统仍以传统的钢筋混凝土管、陶管、铸铁管为主流，但其 施工难度高，管道之间的连接复杂，往往造成庞大的施工浪费。尤其是在长期的使用中，常 常由于腐蚀、破损、渗漏，特别是大面积的污水渗漏，已严重污染了越来越少的地下水源。解 决城市的缺水及污染问题，关系到城市的可持续发展，也是我国当前和长远发展的重大问 题。根据国外发达国家塑料管材的发展情况及国内产业政策的大力推广，大口径塑料埋地 排水管已经成为新的投资热点。而在众多的大口径塑料埋地排水管道中，由于双壁缠绕管 以其独特的结构设计，比其它的塑料管道更节省原料，而成为众多投资者的首选。
[0003] 大口径双壁缠绕管一般指直径大于500mm的缠绕管，目前主要用于市政排水、排 污系统。当前，我国用于缠绕管生产的原料主要有聚氯乙烯（PVC)、聚乙烯（PE)和聚丙烯 (PP)，其中PVC主要用于500mm以下的缠绕管生产。聚氯乙烯双壁缠绕管的优点在于聚氯 乙烯材料的刚性高，其材料的弹性模量大于聚烯烃材料。因此达到同等的环刚度可以用较 小的惯性矩，如果采用同样的波形设计可以用较小的壁厚。所以在一定范围内聚氯乙烯双 壁缠绕管在经济性上占优势，但由于聚氯乙烯材料的流动性和热稳定性比较差，生产大口 径双壁缠绕管有困难，以及聚烯烃材料的良好柔韧性，可以在低温环境下施工，聚烯烃管材 可以熔接，比重轻等优点，聚烯烃双壁缠绕管近年来得到了较快的发展。
[0004] 从2003年开始，我国大量引进大口径双壁缠绕管生产线.所采用的原料主要是 HDPE，每条生产线的生产能力达到10kt/a。当时国内用于生产大口径双壁缠绕管的进口 料主要是一些HDPE中空料和重包装膜料等。而国内的一些普通管材料在生产大口径双壁 缠绕管时会出现熔体强度不够、产品环刚度达不到要求等问题。
[0005] 环刚度和环柔度是管材最重要的性能指标，因为在埋地排水管的应用中，管材 不承受内压或压力很低，而只承受外压负载（包括动负载和静负载）。如果管材的环刚度 太小，管材将发生大的变形破坏，这样就不能保证管材的安全使用；若环柔度过低，管材 在使用过程中易破坏漏水等。添加入无机填料，如：短切玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、高岭 土、娃灰石等，以降低材料成本、提高材料性能的刚性，然而，在塑料材料中加入无机填 充材料后一般都会使材料性能变脆，缺口冲击韧性下降，材料的使用性能因此受到明显 影响。增加塑料的韧性，早期通常采用橡胶类弹性体进行，例如：ABS(聚丙烯腈_ 丁二 烯_苯乙烯），HIPS(耐冲击性聚苯乙烯）和PP/EPDM[聚丙烯/三元乙丙橡胶（含双环 戊二烯）]等增韧体系，橡胶增韧聚合物可使冲击韧性成倍增长，但由于其模量和玻璃化 温度低，给增韧塑料带来固有的缺陷，如材料的刚度、强度、热畸变温度大幅度降低，成 本提高等。聚烯烃复合材料所表现的强度增加或韧性提高总是以牺牲其它性能为代价的， 所以如何保持改性聚烯烃复合材料强度和韧性的平衡是制备埋地排水排污聚烯烃（DRP0) 管材的关键问题。
【发明内容】
[0006] 本发明目的是提供一种改性聚烯烃DRPO钢塑增强缠绕排水排污管，解决现有的 聚烯烃埋地排水排污管环刚度不够及环柔度过低的问题。
[0007] 本发明的技术方案为：改性聚烯烃DRPO钢塑增强缠绕排水排污管，该管由内壁层 和外壁层贴合后缠绕构成，其中外壁材料采用改性聚烯烃材料包覆钢带，所述改性聚烯烃 材料的制备方法为： 按以下重量份配料：聚烯烃50~75份，改性聚烯烃弹性体BPOE5~10份，活性滑 石粉20~40,然后将原料混合后通过双螺杆挤出机熔融造粒，得到改性聚烯烃复合材料， 料筒温度分别为：180°C，195°C，210°C，220°C，220°C，口模温度为：215°C; 其中， 聚烯烃为高密度聚乙烯HDPE或无规共聚聚丙烯PPR或它们的混合； 改性聚烯烃弹性体BPOE通过以下方法制备：按以下重量份配料：POE:100份，苯乙烯： 2~7份，甲基丙烯酸缩水甘油酯：3~6份，过氧化二异丙苯：0. 1~0. 4份，按照配比称料 混合后采用双螺杆挤出机，以反应挤出工艺制备BPOE，工艺条件如下：双螺杆挤出机各段 温度为：16(TC，17(TC，185°C，19(rC，19(rC; 改性滑石粉的制备方法为：按以下重量份配置原料：滑石粉100份，硅烷偶联剂1~3 份，铝酸酯偶联剂〇. 5~1. 5份；先将称量好的滑石粉在烘箱中100°C下干燥3h，加入高速 混合机中，再加入按比例称量好的铝酸酯偶联剂，高速混合5分钟，然后加入硅烷偶联剂， 高速混合10分钟； 内壁材料采用册?￡或？?1?，加入15~25%超高分子量聚乙烯瓜》^^。
[0008] 制备方法为：内壁材料和外壁材料分别由两台挤出机同时将物料熔融挤出，一台 挤出管材外壁熔料并包覆钢带，一台挤出管材内壁，在模具内复合为双层结构，以带状形式 连续挤出，冷却定型，经缠绕成型为管材，挤出机各段温度为：160°C，170°C，185°C，190°C， 190 °C〇
[0009] 内壁材料除了要求具有足够的刚度和韧性外，还要求耐磨及摩擦系数尽量低，因 此采用HDPE或PPR外，加入15-25%超高分子量聚乙烯（UHMW-PE)。
[0010] Polyolefinelastomers(POE)是DupontDow弹性体公司用Insite工艺和限定几 何构型催化技术（CGCT)制成的新型聚烯烃弹性体材料，具有窄相对分子质量分布和均匀 的短支链分布等特点，这使P0E的主要性能非常突出，很多性能指标超过了普通弹性体， 如P0E具有较高的强度和伸长率、耐老化性能好由于其分子链是饱和的，所含叔碳原子相 对较少，因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能；另一方面，限定几何构型催化剂技术 (CGCT)可以控制在聚合物线型短支链支化结构中引入长支链，从而改善了聚合物的加工流 变性能，P0E分子结构的特殊性赋予了其优异的力学性能、流变性能和抗紫外线性能。此外， 它还具有和聚烯烃亲和性好、低温韧性好、性能价格比高等优点，因而被广泛应用于塑料改 性。这种新材料的出现引起了全世界塑料和橡胶工业界的强烈关注，也为聚合物的改性和 加工带来全新的理念。
[0011] 本发明中，为了提高聚烯烃材料之间以及聚烯烃与无机粒子间的相容性，采用熔 融接枝技术，制备改性POE新材料，在改性聚烯烃复合材料中使用改性POE，可以提高聚烯 烃材料之间以及聚烯烃与无机粒子间的相容性。
[0012] 本发明中，硅烷偶联剂处理对增加滑石粉填充聚丙烯体系的刚性有利，相对而 言，铝酸酯偶联剂处理对提高滑石粉填充聚丙烯体系的