[发明专利]一种高强度的PE管材及其制备方法

说明书

本发明的技术方案公开了一种高强度的PE管材，包括环保PE内管和增强PE外管，增强PE外管环绕于环保PE内管的外部周缘；按照重量份数计，所述环保PE内管包括高密度聚乙烯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；所述增强PE外管包括聚乙烯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；所述再生硅土包括钾长石、氢氧化钾、硅质页岩、废玻璃、粉煤灰、硅烷偶联剂、分散剂、棕榈酸和去离子水。通过再生硅土的制备和添加，显著提高PE管材的强度，且环保、成本低。

技术领域

本发明涉及PE管材加工技术领域，具体涉及一种高强度的PE管材及其制备方法。

背景技术

PE(聚乙烯)管道是最常见的管道之一，广泛应用于给水、排水、供热、供燃气等建筑工程项目。聚乙烯具有无臭、无味、无毒的特点，不容易被污水、化学药品、土壤中的腐烂物质等腐蚀，但是在一些环境比较恶劣、或者承载量较大或较重的情况下，PE管材的耐压强度、抗拉强度等达不到相应的要求，无法满足实际生产和应用。针对PE管材强度的缺陷，现有技术在PE管材的制备过程进行了改进，一种方法是改变管材结构，设置多层结构增加结构强度；专利CN 110375125 A公开了一种绿色环保的PE管材，由内向外包括硬聚氯乙烯内壳、增强层、管材外壳、聚酰亚胺耐温层、耐氧化层，管材外壳内部设置增强本体，增强管材的强度，但是结构复杂，制备麻烦，成本高。第二种是对组分进行改进，例如添加额外物质、改性PE等。CN 108233290 B公开了一种PE管材加工系统，在PE管材中加入了石英砂、玻璃钢、活性炭等原材料，增强PE管材的强度。CN 106432879 B中通过己二胺改性PE、己二酸改性PE，增强PE管材的力学强度、抗冲击性能等。但是对组分进行改进通常步骤繁琐，添加的石英砂等成分与有机成分之间的相容性较差，长期使用过程中易从基材中外渗，影响PE管材的性能稳定性，影响使用寿命，且成本高。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明提供了一种高强度的PE管材及其制备方法，通过再生硅土的制备和添加，显著提高PE管材的强度，且环保、成本低。

本发明的技术方案是：一种高强度的PE管材，包括环保PE内管和增强PE外管，增强PE外管环绕于环保PE内管的外部周缘；所述环保PE内管，按照重量份数计，包括高密度聚乙烯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；所述增强PE外管按照重量份数计，包括聚乙烯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；

所述再生硅土包括钾长石、氢氧化钾、硅质页岩、废玻璃、粉煤灰、硅烷偶联剂、分散剂、棕榈酸和去离子水。

进一步地，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。

一种高强度的PE管材的制备方法，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；