[发明专利]一种双层聚乙烯管

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体的说，涉及一种双层聚乙烯管。

背景技术

聚乙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。聚乙烯由乙烯聚合而成，可制成各种应用材料，管材是其中非常重要的一种，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剂，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、压力状况下，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，耐冲击强度高，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管热熔或电熔接口的强度高于管材本体，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，焊接工艺简单，施工方便，工程综合造价低。

聚乙烯根据密度的不同可分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。高密度聚乙烯具有刚性、硬度和机械强度大，低温抗冲击性好，抗应力开裂性好，耐磨性好，耐老化的特性，与其他材质的管材相比，还具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能也非常突出，特别适合在大压力，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、聚氯乙烯饮用水管的换代产品。给水管必须承受一定的压力，通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂，如HDPE树脂（高密度聚乙烯树脂）。但LDPE（低密度聚乙烯树脂）树脂的卫生指标较高，虽然拉伸强度低，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（低密度线性聚乙烯树脂）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，本发明提供一种以LDPE，特别是LLDPE树脂为内层，以HDPE树脂为外层的双层聚乙烯管，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一种以LDPE树脂为内层，以HDPE树脂为外层的双层聚乙烯管，特别的，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波纹。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0.1-10：1，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0.3-30g/10min之间；优选MI在0.3-2g/10min，密度为0.913g/cm³-0.923g/cm³的LLDPE树脂。

HDPE树脂是制备给水聚乙烯管的常用材料，可选择密度大于0.959g/cm³，熔融指数为0.1-52g/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0.1-10g/10min的HDPE树脂。

此外，为制备性能稳定的给水管，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、0.1-1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。

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、0.5-1份的聚四氟乙烯、4-5重量份的己二酸1,2丙二醇系聚酯、0-0.1重量份的颜料或黑母料。

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、0.1-1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。

将内层LDPE树脂设置成内壁光滑、外壁为螺旋波纹的结构，主要是一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；另一方面管内流体的冲击力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力的冲击和压力，从而增加整个管道的寿命。