[发明专利]用于双峰聚乙烯管的钙盐晶体改性聚丙烯皮层的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于双峰聚乙烯管的钙盐晶体改性聚丙烯皮层的制备方法，其特征在于以茂金属催化合成的全同立构聚丙烯(iPP)为原料与改性的硫酸钙晶须为填料共混制备得到皮层材料，所述的皮层材料通过共挤出工艺，在挤出的茂金属催化合成的双峰聚乙烯(BPE)表面共挤出一层钙盐晶体改性聚丙烯皮层。本发明的有益效果是：1、过程绿色环保，加工性能好，成本低。2、有效解决了在共挤出阶段的高温条件下晶须失水解体的问题，提高PE管道的外界使用寿命。3、将废弃物进行高值化利用，可实现低成本多功能化，降低PE管道的改性成本。

技术领域

本发明涉及一种用于双峰聚乙烯管的钙盐晶体改性聚丙烯皮层的制备方法，属于树脂基复合材料及制品技术领域。

背景技术

随着聚乙烯(PE)管道在我国城镇给排水、燃气管网建设中的广泛应用，PE管道也逐渐成为社会生产各个领域令人瞩目的成就。PE管道相比传统的钢、水泥制管道，具有耐腐蚀、易安装、柔韧性好，加工性能优良、环保、安全等特点。但PE树脂作为一种对紫外光和高温敏感的高分子材料，在强紫外光辐射及高温条件下，PE会快速降解老化，管道存在表面脆化、力学强度降低、焊接接头失效等危险。

我国PE管道自20世纪80年代开始迅猛发展。1982年上海已开始使用PE管输送城市燃气。作为燃气输送的特种设备，当时PE管道主要集中于力学性能的优化设计，管道挤出生产线的效率，以及严格控制挤出管道的尺寸大小等。期间，有高耐应力开裂的新型PE树脂进入市场，高效管道挤出生产工艺的面世，挤出速率可达到每小时一公吨以上。这些发展在给排水、燃气管道等公共领域起着重要作用。“十二五”期间，我国塑料管道行业仍然保持持续、稳定发展，产量由2010年的840.2万吨，增长到2015年末的1380万吨，平均年增长率为10.43％。但目前PE管道老化失效机理复杂，新型PE管道产品涌入市场，PE管道的老化失效性研究相对滞后。

国外在20世纪90年代初期，中密度聚乙烯(PE-MD)燃气管和高密度聚乙烯(PE-HD)燃气管得到广泛应用。与此同时，管道生产公司开始采用多层PE复合管应用于公用工程领域。有代表性的产品包括英国Radius-Systems管道公司研发的在PE管表层共挤出聚丙烯(PP)皮层的双层复合管道。其PP皮层厚度低于管道壁厚的10％，外层的PP皮层可以保护PE内管在非开挖牵引安装过程免受破坏，另外PP皮层可便捷地从PE管道上进行剥除，从而获得纯净的PE表面以便于电熔融焊接，极大提高了焊接安装效率并保证焊接接口质量。

S.Wood等人分析了这种保护层可剥离的双峰聚乙烯管道在工程应用方面的一些优势。特别是PP层能够在管道的焊接加工和安装过程中对内核PE管道提供保护，同时可剥离的PP层可进行内核管道的失效类型分析。也有研究发现长期力学性能高的PE管道，其安全系数和服役寿命相应提升。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有红外反射性能，阻隔户外紫外线，调整复合层间粘结强度的提高双峰聚乙烯管耐户外光热老化的钙盐晶体改性聚丙烯皮层制备方法，其硫酸钙晶须复合PP皮层能有效提高PE管道的服役寿命、稳定性，提升管道焊接安装效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于双峰聚乙烯管的钙盐晶体改性聚丙烯皮层的制备方法，其特征在于以茂金属催化合成的全同立构聚丙烯(iPP)为原料与改性的硫酸钙晶须为填料共混制备得到皮层材料，所述的皮层材料通过共挤出工艺，在挤出的茂金属催化合成的双峰聚乙烯(BPE)表面共挤出一层钙盐晶体改性聚丙烯皮层。

按上述方案，所述钙盐晶体改性聚丙烯皮层的厚度为0.4-0.8mm。

按上述方案，所述的硫酸钙晶须为α-半水硫酸钙晶须，直径在5-10μm范围内，长径比不超过10。