[发明专利]一种用于缠绕增强管的HDPE复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料，尤其涉及一种用于缠绕增强管的HDPE复合材料，属于高分子材料技术领域。

背景技术

缠绕增强管又名克拉管，现有的绝大部分是采用HDPE缠绕增强管，是以高密度聚乙烯(HDPE)为主要原料，采用热态缠绕加工工艺，以聚丙烯(PP)波纹管为支撑结构制成具有较高抗外压能力的管材。由于缠绕增强管能够达到采用水泥排水管道的强度甚至更强；而且管材插接后无间隙克服了采用水泥排水管插接所存在的缝隙而导致管道内水外溢或管道外水内渗的现象，且采用缠绕增强管还具有安装性能优异、较好的柔韧性以及HDPE可循环回收利用等优点。因此，在应用过程中，同等条件下使用缠绕增强管与传统的水泥管相比更优越，特别是在施工场地狭窄、地下管线复杂及酸碱性土壤中铺设管道等。虽然采用塑料管材缠绕增强管替代水泥管道具有阻力小、防渗漏、质量轻、易施工、耐腐蚀性好等优点，但是管材仍存在环刚度低，易变形，甚至破裂的缺陷，尤其是大孔径的缠绕管材，在实际应用中也带来了不少的影响。但采用纯的HDPE材料制成的缠绕增强管制品性能较差，一般对用于缠绕管的材料进行改进等。

如中国专利申请(公开号：C N101974177A，公开日：2011年02月16日)公开了一种多功能聚乙烯管材及制备方法，其中聚乙烯管材的复合材料的质量组成为：高密度聚乙烯(HDPE)：30-50份；超高分子量聚乙烯(UHMWPE)：70-90份；聚辛烯橡胶(TOR)：10-15份；纳米稀土β晶型成核剂：1.5-2.0份；过氧化二异丙苯(DCP)：1.0-1.5份；硅酮聚合物阻燃剂：3-5份；色母：3-5份；所述的纳米稀土β晶型成核剂是由纳米稀土和β晶型成核剂按质量比1∶2的比例混合搅拌至98-102℃即为纳米稀土β晶型成核剂。该复合材料在用于管材时解决了聚乙烯管材的低温脆性、耐磨性、抗老化性等问题，但是并没有披露该复合材料在用于管材时管材的环刚度等性能参数，且其材料中使用了纳米稀土等高成本原料，在一定程度上也提高了生产成本。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，目的在于提供一种配比合理、成本低、用于缠绕增强管具有环钢度高、抗爆性强的HDPE复合材料。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：一种用于缠绕增强管的HDPE复合材料，该材料包括以下成分的重量份：

HDPE：        75～85；    碳酸钙：        0.5～1.0；

超细滑石粉：  15～25；    纳米二氧化硅：  2.0～5.0；

改性剂：      3.0～6.0；  着色剂：        3.0～6.0；

抗紫外剂：    0.5～0.8；  抗氧剂：        0.5～1.0。

本发明的HDPE复合材料用于制成缠绕增强管，能够有效的提高缠绕增强管的力学综合强度和环刚度，与采用单一的HDPE材料制成的缠绕增强管相比，其力学综合强度能够提高15％左右，环刚度能够提高5％～10％；且色牢度也较高。通过对复合材料的组成及各原料的重量配比进行调整改后，配比更合理，使材料性能更优越，且同时还减少了原材料的使用，不需要使用纳米稀土等价格昂贵的原料，降低了生产成本。通过加入碳酸钙能够提高材料的韧性；加入纳米二氧化硅不仅提高材料的混合分散性，使混合更均匀，还能够提高HDPE与其它各材料的混合相容性，而加入的改性剂进一步对纳米二氧化硅进行改性，从而提高复合材料的性能。而着色剂主要是为了提高该复合材料用于制成缠绕增强管的美观性，可以根据实际需要加入不同的着色剂。抗紫外剂和抗氧化剂的加入同样能够提高复合材料的性能，改善复合材料的抗老化性、相容性和稳定性。

作为进一步的优选，上述的用于缠绕增强管的HDPE复合材料，该材料包括以下成分的重量份：

HDPE：        78～82；    碳酸钙：        0.6～0.8；

超细滑石粉：  18～22；    纳米二氧化硅：  3.0～4.0；

改性剂：      4.0～5.0；  着色剂：        4.0～5.0；

抗紫外剂：    0.6～0.7；  抗氧剂：        0.7～0.8。