[发明专利]聚乙烯管材树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管材树脂的制备方法，具体地说，涉及一种以回收高密度聚乙烯(HDPE)为主要原料、经改性制备高密度聚乙烯管材树脂的方法。

背景技术

高密度聚乙烯(HDPE)管材以其突出的耐腐蚀性、耐温、耐磨、对输送介质无污染性、使用寿命长、制造安装费用低等优异性能越来越受到青睐，在燃气输送、供水、供热、建筑给排水等领域获得了广泛的应用。

以高密度聚乙烯新料生产高密度聚乙烯管材耗费石油资源，加重环境压力。显然，以回收的高密度聚乙烯为主要原料(经改性)制备高密度聚乙烯管材可以降低高密度聚乙烯管材成本和减轻环境压力。

吴驰飞等公开了一种由回收高密度聚乙烯制得的高密度聚乙烯管材树脂，其主要是由：回收的高密度聚乙烯、交联剂、低密度聚乙烯(LDPE)、色母和抗氧剂采用“一步法”熔融反应制得(CN 101805472A)。经实践发现：现有由回收高密度聚乙烯制得的高密度聚乙烯管材树脂的稳定性能及耐环境应力开裂性能不理想，尚有改进余地。

发明内容

本发明的发明人经广泛且深入的研究发现：当在以回收高密度聚乙烯为原料，制备高密度聚乙烯管材树脂时，采用分步加入交联剂和抗氧剂的加料方式，能较大提高所得的高密度聚乙烯管材树脂的稳定性能及耐环境应力开裂性能。据此，本发明提供如下技术方案：

一种制备高密度聚乙烯管材树脂的方法，其包括如下步骤：

(1)将回收的高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、色母和交联剂或抗氧剂混合，经一次熔融反应得中间体；

(2)将由步骤(1)所得中间体与抗氧剂或交联剂混合，经再一次熔融反应得到目标物(高密度聚乙烯管材树脂)；

其中，当在步骤(1)中选择加入交联剂时，在步骤(2)中则须选择加入抗氧剂；当在步骤(1)中选择加入抗氧剂时，在步骤(2)中则须选择加入交联剂。

本发明通过改变交联剂和抗氧剂的加料方式，及通过二次熔融反应(简记为“二步法”)所制得的高密度聚乙烯管材树脂，其性能(特别是稳定性能及耐环境应力开裂性能)得以改善。

具体实施方式

在本发明一个优选的技术方案中，本发明所述的制备高密度聚乙烯管材树脂的方法，其包括如下步骤：

(1)将回收的HDPE、LDPE、色母和交联剂混合，经一次熔融反应得中间体；

(2)将由步骤(1)所得中间体与抗氧剂混合，经再一次熔融反应得到目标物(高密度聚乙烯管材树脂)。

在本发明另一个优选的技术方案中，步骤(1)和步骤(2)中所述熔融反应的温度均为180℃～220℃。

在本发明又一个优选技术方案中，本发明所述的制备高密度聚乙烯管材树脂的方法，其包括如下步骤：

(1)将0.1wt％～2.0wt％的交联剂、0.1wt％～0.2wt％的色母和2.0wt％～5.0wt％的低密度聚乙烯(LDPE)于80℃～100℃条件下混合搅拌至少半小时，得混合物A；向混合物A中再加入95.0wt％～97.0wt％的回收的高密度聚乙烯(HDPE)混合，得混合物B；将混合物B置于挤出机中，于180℃～220℃反应挤出(挤出机的速度优选为200rpm～300rpm)，得中间体；

(2)将由步骤(1)所得中间体与0.1wt％～1.0wt％的抗氧化剂混合，得混合物C，将混合物C置于挤出机中，于180℃～220℃反应挤出(挤出机的速度优选为200rpm～300rpm)，得目标物(高密度聚乙烯管材树脂)；

其中，所用各原料的百分含量的数值是以所用原料(即包括：交联剂、色母、LDPE、回收的HDPE和抗氧化剂等)的总重量为计算基准。

在本发明中，所用的回收的高密度聚乙烯(HDPE)来源于一些HDPE的制品(如洗发水瓶或水果篮等)，其密度大于0.94g/cm³即可；本发明推荐使用密度为0.940g/cm³～0.960g/cm³的回收的HDPE。

此外，在本发明中，

建议所使用密度为0.915g/cm³～0.940g/cm³的低密度聚乙烯(LDPE)；

建议所使用酚类抗氧剂、芳胺类抗氧剂或亚磷酸酯类辅助抗氧剂：