一种高韧性抗断裂PE管材制造技术

一种高韧性抗断裂PE管材，属于PE管材技术领域，其包括将聚乙烯、酚醛树脂、相容剂、抗氧剂进行混合塑化，再加入陶瓷微粒、碳纤维、石墨、玻璃纤维进行充分压延浸润，然后通过管材成型机进行初步成型‑真空冷却成型‑缓速牵引缩型‑水冷定型‑同速牵引出定型管材‑切割，得到PE管材成品；其有益效果是：在制备过程中将原材料各组分进行分步混熔，可使各原材料物质得到充分熔融，有效提高生产质量和韧性效果；特定的温度可以提高相容性，特定的速度可以提高拉伸强度和弯曲强度；特定的原材料配备结合制备方法使得PE管材在拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和断裂伸长率方面得到了良好的平衡增长，有效提高了综合力学性能。

A high toughness and fracture resistant PE pipe

A kind of high toughness PE pipe, which belongs to the technical field of PE pipe, which includes polyethylene, phenolic resin, a compatibilizer, antioxidant mixed plasticizing, adding ceramic particles, carbon fiber, graphite, glass fiber was fully rolled infiltration, and then through the tube forming machine of molding vacuum cooling molding slow traction shrinkage type water cooling same speed traction approved pipe cutting, PE pipe products; the beneficial effect is: in the preparation process, the raw material components step by step mixing, can make the raw materials to be fully molten, effectively improve the production quality and toughness effect; specific temperature can improve the compatibility that particular speed can improve the tensile strength and bending strength; specific raw materials with combined preparation method makes PE pipe on the tensile strength, tensile modulus, The flexural strength, flexural modulus and elongation at break are well balanced, and the comprehensive mechanical properties are improved effectively.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性抗断裂PE管材
本专利技术涉及PE管材
，特别是一种高韧性抗断裂PE管材。
技术介绍
PE(聚乙烯)是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，是产量最大的通用塑料之一，是具有质轻、无毒、较好的机械强度、优良的电绝缘性和耐化学腐蚀性能的热塑性塑料。PE管是以聚乙烯颗粒为主，多种原料混合在型材成型机中成型的管材。广泛的应用于建筑给水，建筑排水、城市供水、埋地排水管、建筑采暖、燃气输配、输气管、电工与电讯保护套管、工业用管、农业用管等。在PE管材的应用中，难免会遇到比较恶劣的环境，当遇到冲击或压力时，往往容易出现裂缝甚至断裂的现象，不能有效满足实际工程应用。由此，专利号2014106173748提供了一种硬度高、断裂韧性高的PE管的制备方法，该方法生产的PE管具有连接可靠、低温抗冲击性好、抗应力开裂性好、耐化学腐蚀性好、耐老化耐磨性好、可挠性好、水流阻力小等优点。但是该产品的韧性和抗断裂性能仍然不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是正对上述实际问题提供一种具有高韧性的，能够有效减少断裂的PE管材，以便更好地满足实际工程应用。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是一种高韧性抗断裂PE管材，其特征在于原材料成分及其重量比是：聚乙烯100份、酚醛树脂60-80份、陶瓷微粒60-80份、碳纤维8-16份、石墨8-16份、玻璃纤维6-12份、相容剂5-7份、抗氧剂0.5-0.7份。优选的，该原材料成分及其重量是：聚乙烯100份、酚醛树脂70份、陶瓷微粒70份、碳纤维12份、石墨12份、玻璃纤维9份、相容剂6份、抗氧剂0.6份。所述碳纤维的纤维径为5μm-9μm，纤维长度为170μm--410μm。所述相容剂为马来酸酐或丙烯酸酯。所述抗氧剂为高分子量受阻酚类抗氧剂，优选PS802抗氧剂，也可采用1010抗氧剂、1076抗氧剂。所述高韧性抗断裂PE管材的制备方法包括如下步骤。⑴按照所述的成分及重量分数备料。⑵将聚乙烯、酚醛树脂、相容剂、抗氧剂放入高混机中混合3～5分钟，然后加入到螺杆挤出机中，通过螺杆挤出机塑化后，输送到转体式高温熔体压延浸润槽内；得到包容性PE材料；所述螺杆挤出机温度为257-261℃。⑶将陶瓷微粒、碳纤维、石墨、玻璃纤维输送到转体式高温熔体压延浸润槽内，与包容性PE材料高温混熔，进行充分压延浸润，然后投入到螺杆挤出机中冷却造粒，得到高韧性PE材料；所述浸润槽温度为261-333℃。⑷将高韧性PE材料通过管材成型机进行初步成型-真空冷却成型-缓速牵引缩型-水冷定型-同速牵引出定型管材-切割，得到PE管材成品；所述缓速牵引缩型指牵引速度为挤出速度的90%-98%。在步骤⑷中，将高韧性PE材料通过管材成型机进行初步成型，初步成型时设定挤出模头温度为163℃-173℃，挤出速度为0.2-1.0M/min；初步成型后进行真空冷却成型，设定真空度为0.03MPa-0.05MPa，冷却温度为48℃-52℃；真空冷却成型后由引出机进行牵引，设定牵引速度为0.18-0.98M/min；再继续进行水冷定型，控制水冷温度为13℃-17℃；再按照同样的速度牵引出定型的PE管材，再经切割机根据要求的长度切断，得到PE管材成品。本专利技术的有益效果是：在聚乙烯中混入酚醛树脂、相容剂和抗氧剂，可以大大提高聚乙烯的包容性；结合陶瓷微粒和石墨的刚度特性，以及碳纤维和玻璃纤维的拉伸特性，可以大大提高聚乙烯的韧性和抗断裂性能；在制备过程中将原材料各组分进行分步混熔，可使各原材料物质得到充分熔融，有效提高生产质量，提高韧性效果；特定的温度可以提高相容性，特定的速度可以提高拉伸强度和弯曲强度；特定的原材料配备结合制备方法使得PE管材在拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和断裂伸长率方面得到了良好的平衡增长，有效提高了综合力学性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1。一种高韧性抗断裂PE管材，其原材料成分及其重量比是：聚乙烯100份、酚醛树脂60份、陶瓷微粒60份、碳纤维8份、石墨8份、玻璃纤维6份、相容剂5份、抗氧剂0.5份。所述碳纤维的纤维径为5μm-6μm，纤维长度为170μm--250μm。所述相容剂为马来酸酐。所述抗氧剂为1010抗氧剂。实施例2。一种高韧性抗断裂PE管材，其原材料成分及其重量是：聚乙烯100份、酚醛树脂70份、陶瓷微粒70份、碳纤维12份、石墨12份、玻璃纤维9份、相容剂6份、抗氧剂0.6份。所述碳纤维的纤维径为7μm-8μm，纤维长度为250μm--330μm。所述相容剂为马来酸酐。所述抗氧剂为PS802抗氧剂。实施例3。一种高韧性抗断裂PE管材，其原材料成分及其重量比是：聚乙烯100份、酚醛树脂80份、陶瓷微粒80份、碳纤维16份、石墨16份、玻璃纤维12份、相容剂7份、抗氧剂0.7份。所述碳纤维的纤维径为8μm-9μm，纤维长度为330μm--410μm。所述相容剂为丙烯酸酯。所述抗氧剂为1076抗氧剂。实施例4。制备一种高韧性抗断裂PE管材，包括如下步骤。⑴按照实施例1所述的成分及重量分数备料。⑵将聚乙烯、酚醛树脂、相容剂、抗氧剂放入高混机中混合3分钟，然后加入到螺杆挤出机中，通过螺杆挤出机塑化后，输送到转体式高温熔体压延浸润槽内；得到包容性PE材料；所述螺杆挤出机温度为257℃。⑶将陶瓷微粒、碳纤维、石墨、玻璃纤维输送到转体式高温熔体压延浸润槽内，与包容性PE材料高温混熔，进行充分压延浸润，然后投入到螺杆挤出机中冷却造粒，得到高韧性PE材料；所述浸润槽温度为261℃。⑷将高韧性PE材料通过管材成型机进行初步成型，初步成型时设定挤出模头温度为163℃，挤出速度为0.2M/min；初步成型后进行真空冷却成型，设定真空度为0.03MPa，冷却温度为48℃；真空冷却成型后由引出机进行牵引，设定牵引速度为0.18M/min；再继续进行水冷定型，控制水冷温度为13℃；再按照0.18M/min的速度牵引出定型的PE管材，再经切割机根据要求的长度切断，得到PE管材成品。实施例5。制备一种高韧性抗断裂PE管材，包括如下步骤。⑴按照实施例2所述的成分及重量分数备料。⑵将聚乙烯、酚醛树脂、相容剂、抗氧剂放入高混机中混合4分钟，然后加入到螺杆挤出机中，通过螺杆挤出机塑化后，输送到转体式高温熔体压延浸润槽内；得到包容性PE材料；所述螺杆挤出机温度为258℃。⑶将陶瓷微粒、碳纤维、石墨、玻璃纤维输送到转体式高温熔体压延浸润槽内，与包容性PE材料高温混熔，进行充分压延浸润，然后投入到螺杆挤出机中冷却造粒，得到高韧性PE材料；所述浸润槽温度为289℃。⑷将高韧性PE材料通过管材成型机进行初步成型，初步成型时设定挤出模头温度为168℃，挤出速度为0.50M/min；初步成型后进行真空冷却成型，设定真空度为0.04MPa，冷却温度为49℃；真空冷却成型后由引出机进行牵引，设定牵引速度为0.48M/min；再继续进行水冷定型，控制水冷温度为15℃；再按照0.48M/min的速度牵引出定型的PE管材，再经切割机根据要求的长度切断，得到PE管材成品。实施例6。制备一种高韧性抗断裂PE管材，包括如下步骤。⑴按照实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧性抗断裂PE管材，其特征在于原材料成分及其重量比是：聚乙烯100份、酚醛树脂60‑80份、陶瓷微粒60‑80份、碳纤维8‑16份、石墨8‑16份、玻璃纤维6‑12份、相容剂5‑7份、抗氧剂0.5‑0.7份。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性抗断裂PE管材，其特征在于原材料成分及其重量比是：聚乙烯100份、酚醛树脂60-80份、陶瓷微粒60-80份、碳纤维8-16份、石墨8-16份、玻璃纤维6-12份、相容剂5-7份、抗氧剂0.5-0.7份。2.根据权利要求1所述的高韧性抗断裂PE管材，其特征在于所述原材料成分及其重量是：聚乙烯100份、酚醛树脂70份、陶瓷微粒70份、碳纤维12份、石墨12份、玻璃纤维9份、相容剂6份、抗氧剂0.6份。3.根据权利要求1所述的高韧性抗断裂PE管材，其特征在于所述碳纤维的纤维径为5μm-9μm，纤维长度为170μm--410μm。4.根据权利要求1所述的高韧性抗断裂PE管材，其特征在于所述相容剂为马来酸酐或丙烯酸酯。5.根据权利要求1所述的高韧性抗断裂PE管材，其特征在于所述抗氧剂为高分子量受阻酚类抗氧剂。6.根据权利要求5所述的高韧性抗断裂PE管材，其特征在于所述抗氧剂为PS802抗氧剂也可采用1010抗氧剂、1076抗氧剂。7.一种如权利要求1-6中任一项所述的高韧性抗断裂PE管材的制备方法，其特征在于包括如下步骤：⑴按照所述的成分及重量分数备料；⑵将聚乙烯、酚醛树脂、相容剂、抗氧剂放入高混机中混合3～5分钟，然后加入到螺杆挤出机中，通过螺杆挤出机塑化后，输送到转体式高温熔体压延浸润槽内；得到包容性PE材料；所述螺杆挤出机温度为257-261℃；⑶将陶瓷微粒、碳纤维、石墨、玻璃纤维输送到转体式高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀锋，周刚，汪进，
申请(专利权)人：重庆共启科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50