[发明专利]环保复合型低能耗PE管材生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于管材加工技术领域，具体涉及一种环保复合型低能耗 PE管材生产工艺。

背景技术

PE管材是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂管材，由于PE 管材具有无毒、无味、无臭、良好的耐寒、耐热性和化学稳定性、较高的刚性和韧性，以及机械性能好、安装方便等诸多优点，被广泛的应用于建筑给、排水，埋地排水管、输气管及电讯工程等领域。但PE 管材露天存放或使用时，在紫外光线的作用下，易发生老化，变色、变脆甚至粉化，从而丧失其力学性能，影响了PE管材的使用，因而需要对PE管材进行改良，使其具有较好的抗老化性能，延长使用年限和扩展使用范围。另一方面，PE管材大量用于输送饮用水，对PE 管材的抗菌和抑菌作用也提出了较高要求。对于提高PE管材的抗菌和抑菌效果，现有技术主要是通过添加银、铜、锌、钛等无机抗菌剂而实现，单纯的无机抗菌剂虽然具有热稳定性好，在塑料挤出和加工过程中不会分解和变质等优点，但人类长期饮用含有银、铜、锌、钛等无机抗菌剂的饮用水，会对人体的肝脏造成负面影响，所以，这也限制了无机抗菌剂的应用，采用有机抗菌剂替代无机抗菌剂成为目前的研究热点和发展趋势。

发明内容

为克服现有PE管材制备技术存在的缺点，本发明人经过大量试验，终于发明出一种环保复合型低能耗PE管材生产工艺，该工艺操作简便、实用性强、成本低、绿色环保。

本发明通过以下技术方案实现：一种环保复合型低能耗PE管材生产工艺，包括以下步骤：将添加了防结垢母粒、抗菌母粒的PE原料混合后添加至内层挤出机中，将PE树脂中加入5—10％的纳米改性竹炭塑料颗粒混合均匀直接加入外层挤出机中，通过多层共挤模头挤出管材，分别通过真空箱、冷却水箱、牵引机、切割机制得复合型 PE管材。

进一步地，所述纳米改性竹炭塑料颗粒的制备方法为：将纳米改性竹炭粉体5份、10号白油0.1-5份、聚乙烯蜡2-8份、硅烷偶联剂 0.1-5份和PE树脂20-40份加入高速搅拌机混合，混合后经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到纳米改性竹炭塑料颗粒。

进一步地，在纳米改性竹炭塑料颗粒的制作过程中，聚乙烯蜡是主分散剂，10号白油是辅助分散剂，硅烷偶联剂是表面改性剂，PE 树脂是纳米改性竹炭粉体的载体，其中聚乙烯蜡优选分子量为 3000-5000的，PE树脂优选熔融指数在10-30g/min范围内的。

进一步地，所述纳米改性竹炭粉体的制备方法为：氧化钛-氧化锌复合粉体在沸水中溶解搅拌制成乳液，再将竹炭碎成竹炭粉，在沸水中制成高温炭-浮液，将两种溶液以1:4-1:6的体积比混合得到混合乳液，混合乳液经蒸发干燥即得纳米改性竹炭粉体。

进一步地，所述防结垢母粒采用硅氧烷、硅氧烷共聚物、硅氧烷弹性体中的一种或多种与聚乙烯材料进行混合后造粒所得。

进一步地，所述抗菌母粒采用纳米银、铜或锌的离子抗菌剂添加到聚乙烯材料中，进行混合后造粒所得。

本发明的有益效果是：

本发明通过采用以上技术方案，其操作简便、实用性强、成本低、绿色环保，纳米改性竹炭塑料颗粒的分散性好，性质稳定，所得复合 PE管材的内层的防结垢抗菌层，降低了管材内壁的摩擦系数，使得管材内部不易结垢，从而减少了管材内部清理次数，降低了管材维护成本，同时还能阻止细菌的滋生，提高了水质的安全，复合管材外层采用纳米改性竹炭塑料颗粒具有抗老化和抗菌性的双层功效，具备较强的实际应用价值和市场开发前景。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种环保复合型低能耗PE管材生产工艺，包括以下步骤：将添加了2重量份的防结垢母粒、3重量份的抗菌母粒和100重量份的PE 原料混合后添加至内层挤出机中，将PE树脂中加入5％的纳米改性竹炭塑料颗粒混合均匀直接加入外层挤出机中，在170℃时通过多层共挤模头挤出管材，分别通过真空箱、冷却水箱、牵引机、切割机制得复合型PE管材。

作为本实施例的一个优选，所述纳米改性竹炭塑料颗粒的制备方法为：将纳米改性竹炭粉体5份、10号白油0.2份、聚乙烯蜡3份、硅烷偶联剂0.2份和PE树脂20份加入高速搅拌机混合，混合后经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到纳米改性竹炭塑料颗粒。