专利名称：一种双层聚乙烯管的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，具体的说，涉及一种双层聚こ烯管。
背景技术：
聚こ烯是结构最简单的高分子有机化合物，当今世界应用最广泛的高分子材料之一。聚こ烯由こ烯聚合而成，可制成各种应用材料，管材是其中非常重要的ー种，以其他材质的管材相比，PE管具有以下特点1)良好的卫生性能PE管加工时不添加重金属盐稳定齐U，材质无毒性，无结垢层，不滋生细菌，很好地解决了城市饮用水的二次污染；2)卓越的耐腐蚀性能除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀；无电化学腐蚀；3)长久的使用寿命在额定温度、压カ状况下，PE管道可安全使用50年以上；4)较好的耐冲击性PE管韧性 好，耐冲击強度高，重物直接压过管道，不会导致管道破裂；5)可靠的连接性能PE管热熔或电熔接ロ的強度高于管材本体，接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开；6)良好的施工性能管道质轻，焊接エ艺简单，施工方便，工程综合造价低。聚こ烯根据密度的不同可分为高密度聚こ烯、中密度聚こ烯和低密度聚こ烯。高密度聚こ烯具有刚性、硬度和机械强度大，低温抗冲击性好，抗应カ开裂性好，耐磨性好，耐老化的特性，与其他材质的管材相比，还具有低的缺ロ敏感性、高的剪切強度和优异的抗刮痕能力，耐环境应カ开裂性能也非常突出，特别适合在大压カ，严苛输送环境下使用，如矿浆输运，给水排水等。给水用PE管材是传统的钢铁管材、聚氯こ烯饮用水管的换代产品。给水管必须承受一定的压カ，通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂，如HDPE树脂(高密度聚こ烯树脂)。但LDPE (低密度聚こ烯树脂)树脂的卫生指标较高，虽然拉伸強度低，耐压差，刚性差，成型加工时尺寸稳定性差，并且连接困难，LDPE特别是LLDPE树脂(低密度线性聚こ烯树脂)已成为生产饮用水管的常用材料。考虑到HDPE树脂，LDPE树脂以及LLDPE树脂的特点，本发明提供ー种以LDPE，特别是LLDPE树脂为内层，以HDPE树脂为外层的双层聚こ烯管，该管特别适用于自来水输送。
发明内容
本发明的目的是提供ー种以LDPE树脂为内层，以HDPE树脂为外层的双层聚こ烯管，特别的，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波紋。HDPE树脂为外层的外壁光滑，内壁与LDPE树脂内层相吻合。其中，LDPE树脂内层和HDPE树脂外层的厚度比可为O. 1-10 :1，在此，所述LDPE树脂内层的厚度以螺旋波纹高度的一半至管内壁计算。LDPE树脂的熔融粘度小，流动性好，易加工，因而对其熔体指数的选择范围也较宽，通常 MI 在 O. 3-30g/10min 之间;优选MI 在 O. 3_2g/10min，密度为 O. 913g/cm3-0. 923g/cm3的LLDPE树脂。HDPE树脂是制备给水聚こ烯管的常用材料，可选择密度大于O. 959g/cm3，熔融指数为O. l-52g/10min之间的HDPE树脂；为加工方便，优选熔融指数与内层LDPE树脂相近，如熔融指数为O. l-10g/10min的HDPE树脂。此外，为制备性能稳定的给水管，所述聚こ烯双层管还包括按原料重量份组成为100重量份的聚こ烯树脂计，3-6重量份的活性纳米碳酸钙、O. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-1. 5重量份的颜料或黑母料。优选的，所述内层的物料配比为，以LDPE树脂为100重量份计，3_4重量份的活性纳米碳酸钙、O. 5-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-0. I重量份的顔料或黑母料。所述外层的物料配比为，以HDPE树脂为100重量份计，5-6重量份的活性纳米碳酸钙、O. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、1-1. 5重量份的颜料或黑母料。 将内层LDPE树脂设置成内壁光滑、外壁为螺旋波纹的结构，主要是ー方面能够保证流体在管内阻力小，同时帮助内层和外层更紧密地结合；另ー方面管内流体的冲击カ可被螺旋波纹充分吸收和缓解，然后再导入外层的HDPE树脂中，防止外层树脂经受管内流体强カ的冲击和压カ，从而增加整个管道的寿命。具体的来说，本发明所述的聚こ烯双层管的制备方法是，将聚烯烃HDPE外层与聚烯烃LDPE内层分别由挤出机加热挤出后，再由出口模挤压出有聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的两层共挤、紧密结合的复合管材，由于内层和外层都为聚こ烯，性能和结构基本一致，相互之间亲和力好，决定了聚烯烃PE管材和聚烯烃PERT管材在成型过程中二者可以很好粘结粘附在一起，因此加工过程中内层和外层不会发生分离，挤出过程的各參数相差不大。聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为第I段为173±5°C，第2段为178±5°C，第3段为183±5°C，第4段为185±5°C，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为第I段为193± 10°C，第2段为187±5°C，第3段为185±5°C，第4段为195±5°C，第5段为200±10°C，第6段为205±10°C，第7段为210±10°C，挤出机转速为 45-125rad/min，牵引速度为 320_800cm/min。结合后的复合管材在O. 012-0. 04MPa的真空及水温20_25°C下定型后，再置于18-23°C的水箱中进行二次冷却，产品打印，牵引，定尺切割，即成本发明管材。本发明制备的聚こ烯双层管无毒副作用，耐温、抗菌、适应环境性强、性价比好、カロエ简单、使用方便安全可靠、強度高、韧性好、抗冲击性强、不易老化、断裂、滲透、综合成本低。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一歩描述。如无特别指明，本发明所用的原料均为市购。实施例I选用MI 在 10-12g/10min ;密度 O. 915g/cm3 的 LDPE 树脂；选用密度为 O. 963g/cm3，熔融指数为12g/10min的HDPE树脂。另外，所述内层的物料配比为，以LDPE树脂为100重量份计，3重量份的活性纳米碳酸钙、I份的聚四氟こ烯、4重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷。
所述外层的物料配比为，以HDPE树脂为100重量份计，6重量份的活性纳米碳酸钙、I份的聚四氟こ烯、4重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、I重量份的黑母料。将聚烯烃HDPE外层、聚烯烃LDPE内层分别由挤出机加热挤出后，再由出口模挤出由聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的两层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波紋。HDPE树脂为外层的外壁光滑，内壁与LDPE树脂内层相吻合；其中，LDPE树脂内层和HDPE树脂外层的厚度比可为O. I :1，在此，所述LDPE树脂内层的厚度以螺旋波纹高度的一半至管内壁计算。其中，聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为第I段为168°C，第2段为173°C，第3段为178°C，第4段为180°C，挤出机模头 区的模头长度均分为7段，每段温度为第I段为188°C，第2段为182°C，第3段为180°C，第4段为190°C，第5段为195°C，第6段为200°C，第7段为205°C，挤出机转速为45rad/min，牵引速度为400cm/min ;聚烯烃HDPE外层与聚烯烃LDPE内层的厚度比为4 1，聚烯烃HDPE外层的密度为O. 936g/cm3，聚烯烃LDPE内层的密度为O. 930g/cm3，结合后的复合管材在O. 02Mpa的真空及水温20°C下定型后，再置于18°C的水中进行二次冷却，产品打印，牵弓丨，定尺切割，即成本发明管材实施例2选用MI 在 2g/10min ;密度 O. 921g/cm3 的 LDPE 树脂；选用密度为 O. 967g/cm3，熔融指数为32g/10min的HDPE树脂。另外，所述内层的物料配比为，以LDPE树脂为100重量份计，6重量份的活性纳米碳酸钙、O. 5份的聚四氟こ烯、5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、O. I重量份的颜料。所述外层的物料配比为，以HDPE树脂为100重量份计，5重量份的活性纳米碳酸钙、O. 8份的聚四氟こ烯、5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、I. 5重量份的黑母料。将聚烯烃HDPE外层、聚烯烃LDPE内层分别由挤出机加热挤出后，再由出口模挤出由聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的2层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波紋。HDPE树脂为外层的外壁光滑，内壁与LDPE树脂内层相吻合。其中，LDPE树脂内层和HDPE树脂外层的厚度比可为I :1，在此，所述LDPE树脂内层的厚度以螺旋波纹高度的一半至管内壁计算。其中，聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为第I段为173°C，第2段为178°C，第3段为183°C，第4段为185°C，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为第I段为193°C，第2段为187°C，第3段为185°C，第4段为195°C，第5段为200°C，第6段为205°C，第7段为210°C，挤出机转速为60rad/min，牵引速度为500cm/min ;聚烯烃HDPE外层及聚烯烃LDPE内层的厚度比为4 1，聚烯烃HDPE外层的密度为O. 942g/cm3，聚烯烃LDPE内层的密度为O. 936g/cm3，结合后的复合管材在O. 02Mpa的真空及水温22°C下定型后，再置于19°C的水中进行二次冷却，产品打印，牵弓丨，定尺切割，即成本发明管材实施例3选用MI 在 lg/10min ;密度 O. 913g/cm3 的 LDPE 树脂；选用密度为 O. 966g/cm3，熔融指数为6g/10min的HDPE树脂。另外，所述内层的物料配比为，以LDPE树脂为100重量份计，3. 5重量份的活性纳米碳酸钙、I份的聚四氟こ烯、5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、O. 5重量份的白色顔料。所述外层的物料配比为，以HDPE树脂为100重量份计，6重量份的活性纳米碳酸钙、O. 5份的聚四氟こ烯、4. 5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、I. 5重量份的蓝色顔料。将聚烯烃HDPE外层、聚烯烃LDPE内层分别由挤出机加热挤出后，再由出口模挤出由聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的2层共挤、相邻层紧密的结合的复合管材，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波紋。HDPE树脂为外层的外壁光滑，内壁与LDPE树脂内层相吻合。其中，LDPE树脂内层和HDPE树脂外层的厚度比可为10 : 1，在此，所述LDPE树脂内层的厚度以螺旋波纹高度的一半至管内壁计算。其中，聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为第I段为178°C，第2段为183°C，第3段为188°C，第4段为190°C，挤出机模头区的模头长度均分为7段，每段温度为第I段为198°C，第2段为192°C，第3段为190°C，第4段为200°C，第5段为205°C，第6段为210°C，第7段为215°C，挤出机转速为IOOrad/min，牵引速度为700cm/min ;聚烯烃HDPE外层及聚烯烃LDPE内层的厚度比为4 1，聚烯烃HDPE外层的密度为O. 946g/cm3，聚烯烃LDPE内层的密度为O. 942g/cm3，结合后的复合管材在O. 02Mpa的真空及水温23°C下定型后，再置于20°C的水中进行二次冷却，产品打印，牵弓丨，定尺切割即成本发明管材，将实施例1-3制备的双层聚こ烯管进行检测，检测依据为GB / T13663-2000《给水用聚こ烯(PE)管材》，结果见表I :表I各实施例聚こ纟布双层管检测结果
权利要求
1.一种以LDPE树脂为内层，以HDPE树脂为外层的双层聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波纹。
2.根据权利要求I所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述的LDPE树脂内层和HDPE树脂外层的厚度比为O. 1-10:1。
3.根据权利要求I或2所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE树脂的熔体指数的选择范围在O. 3-30g/10min之间。
4.根据权利要求3所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE树脂为熔体指数的选择范围在 O. 3-2g/10min，密度为 O. 913g/cm3-0. 923g/cm3 的 LLDPE 树脂。
5.根据权利要求I或2所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述HDPE树脂是密度大于O.959g/cm3，熔融指数为O. l_52g/10min之间的HDPE树脂。
6.根据权利要求5所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述HDPE树脂是熔融指数为O.l-10g/10min 的 HDPE 树脂。
7.根据权利要求I或2所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述聚乙烯双层管还包括按原料重量份组成为100重量份的聚乙烯树脂计，3-6重量份的活性纳米碳酸钙、O. 1-1份的聚四氟乙烯、4-5重量份的己二酸1，2丙二醇系聚酯、0-1. 5重量份的颜料或黑母料。
8.根据权利要求7所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述内层的物料配比为，以LDPE树脂为100重量份计，3-4重量份的活性纳米碳酸钙、O. 5-1份的聚四氟乙烯、4-5重量份的己二酸1，2丙二醇系聚酯、0-0. I重量份的颜料或黑母料。
9.根据权利要求7所述的双层聚乙烯管，其特征在于，所述外层的物料配比为，以HDPE树脂为100重量份计，5-6重量份的活性纳米碳酸钙、O. 1-1份的聚四氟乙烯、4-5重量份的己二酸1，2丙二醇系聚酯、1-1. 5重量份的颜料或黑母料。
全文摘要
本发明涉及一种以LDPE树脂为内层，以HDPE树脂为外层的双层聚乙烯管，其特征在于，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波纹，所述的LDPE树脂内层和HDPE树脂外层的厚度比可为0.1-10∶1。本发明制备的聚乙烯双层管无毒副作用，耐温、抗菌、适应环境性强、性价比好、加工简单、使用方便安全可靠、强度高、韧性好、抗冲击性强、不易老化、断裂、渗透、综合成本低。
文档编号F16L9/12GK102840393SQ20121034648
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者王立君 申请人:浙江新大塑料管件有限公司