[发明专利]一种高强度的PE管材及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度的PE管材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，按照重量份数计，分别取高密度聚乙烯60～70份、聚烯烃弹性体3～6份、纳米碳酸钙晶须6～10份、硅烷偶联剂0.2～1份和聚乙烯蜡0.1～0.3份，混合、搅拌均匀，得到内管混合原料，并将内管混合原料置于烘干箱内进行烘干，然后送入双螺杆挤出机，进行熔融共混、挤出，制备得到熔融状态的内管混合原料；

步骤二，分别取聚乙烯60～80份、再生硅土5～30份、抗氧剂2～10份、分散剂0.5～2份、增韧剂0.5～5份和石蜡0.5～5份，混合、搅拌均匀，得到外管混合原料，并将外管混合原料置于烘干箱内进行烘干，然后送入双螺杆挤出机进行熔融共混、挤出，制备得到熔融状态的外管混合原料；

步骤三，将熔融状态的内管混合原料和外管混合原料分别通过分流喂料设备引导进入多层共挤模具之中，并由所述多层共挤模具中共同压缩挤出，得到热管坯；

步骤四，将热管坯在真空状态下通过定径套真空定径箱分别进行定型、第一阶段冷却和第二阶段冷却；第一阶段冷却的温度为-18℃～-6℃，时间为30min，第二阶段冷却的温度为4℃～9℃，时间为2h；冷却完成后得到PE管材；

所述再生硅土的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备硅铝酸钾，将钾长石通过去离子水清洗后，破碎、研磨至粒径小于300目，然后与浓度为4～8mol/L的氢氧化钾水溶液混合，放入高压釜中，钾长石和氢氧化钾的质量比为65～75：26～35；高压釜中钾长石和氢氧化钾进行水热反应，反应温度为140～180℃，反应时间为6h～24h；反应结束后，经过滤、去离子水洗涤和干燥，得到硅铝酸钾；

S2、制备偶联的粉体I，按照重量分数计，取硅铝酸钾80～90份、分散剂2～3份、硅烷偶联剂2～4份和去离子水16～26份，经高速湿法研磨9～12h，研磨至粉体的粒径达到0.5～2μm，得到偶联的粉体I；

S3、制备偶联的粉体II，按照重量分数计，取硅质页岩50～70份、废玻璃20～30份和粉煤灰10～20份，将硅质页岩、废玻璃和粉煤灰研磨至粒径小于300目，并混合成原料混合物I，取原料混合物I 70～80份、分散剂2～3份、棕榈酸60～70份、硅烷偶联剂2～3份和去离子水15～20份，经高速湿法研磨9～12h，研磨至粉体II的粒径达到0.5～2μm，得到偶联的粉体II；

S4、按照重量分数计，取偶联的粉体I 70～85份和偶联的粉体II 15～30份混合均匀，进行喷雾干燥得到再生硅土。

2.如权利要求1所述的一种高强度的PE管材的制备方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二中熔融共混的温度为200℃～220℃，时间为1h～2h；所述步骤三中压缩挤出的温度为180℃～190℃，挤出压力为10兆帕～20兆帕。

3.如权利要求1所述的一种高强度的PE管材的制备方法，其特征在于：所述步骤一中烘干后的内管混合原料和步骤二中烘干后的外管混合原料的含水率＜6％。

4.如权利要求1所述的一种高强度的PE管材的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，多层共挤模具使用前，保温20～30min。

5.如权利要求1所述的一种高强度的PE管材的制备方法，其特征在于：所述步骤三中分流喂料设备为分流板。

6.如权利要求1所述的一种高强度的PE管材的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，定径套的内径比PE管材的外径大1～3mm。

7.如权利要求1所述的一种高强度的PE管材的制备方法，其特征在于：所述聚烯烃弹性体是由乙烯和辛烯共聚制得；所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、硬脂酸钙、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种；所述分散剂为BYK-110、FS-5118或BYK163中的一种；所述增韧剂为羧甲基纤维素、聚烯烃弹性体或三元乙丙橡胶中的一种；所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570中的至少一种。