[发明专利]一种高强耐热聚乙烯管材

说明书

技术领域

本发明涉及管材技术领域，尤其涉及一种高强耐热聚乙烯管材。

背景技术

聚乙烯具有较高的强度，能承受一定的应变；具有良好的柔韧性和耐低温性；对酸性和碱性物质具有优越的抗腐蚀性；重量轻，易加工成型，且便于安装，目前已被广泛应用于城市供水、排水、城市燃气供应以及农用灌溉等领域。随着社会的发展，人们对聚乙烯管材的性能提出了更高的要求，单纯的聚乙烯材料已不能完全满足社会的需要，往往需要通过物理或者化学方法进行改性来提高其性能。但是聚乙烯属于非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，现有的聚乙烯管材其强度仍不是很理想，且耐热性和耐老化性欠佳，在使用的过程中不能长期暴露于空气中，从而限制了聚乙烯管材的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强耐热聚乙烯管材，其强度高，抗压性好，耐热性和耐老化性能优异，易于加工，且能满足多种领域的使用要求。

本发明提出的一种高强耐热聚乙烯管材，其原料按重量份包括以下组分：乙烯基硅烷接枝高密度聚乙烯50-75份、线性低密度聚乙烯10-25份、含钛有机硅树脂5-15份、马来酸酐接枝聚苯醚5-12份、聚苯基膦酸二苯砜酯2-12份、过氧化叔丁醇0.2-1份、四氧化三铁2-10份、硫酸钡2-5份、氢氧化铝1-5份、改性纳米二氧化钛5-15份、硅酸钙晶须2-5份、纳米碳纤维3-10份、聚环氧乙烷0.2-1.5份、甘油单硬脂酸酯0.3-1.5份、乙撑双硬脂酰胺0.2-1.2份、抗氧剂0.5-2份。

优选地，其原料，乙烯基硅烷接枝高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、含钛有机硅树脂的重量比为58-72：16-23：7-12。

优选地，其原料按重量份包括以下组分：乙烯基硅烷接枝高密度聚乙烯65-70份、线性低密度聚乙烯19-22份、含钛有机硅树脂8.5-10份、马来酸酐接枝聚苯醚8.6-9.5份、聚苯基膦酸二苯砜酯5.8-7份、过氧化叔丁醇0.5-1份、四氧化三铁5.8-6.5份、硫酸钡3-3.6份、氢氧化铝2.9-3.5份、改性纳米二氧化钛9-12份、硅酸钙晶须3.5-4.2份、纳米碳纤维5.9-7份、聚环氧乙烷0.8-1.3份、甘油单硬脂酸酯0.7-1.2份、乙撑双硬脂酰胺0.7-1.1份、抗氧剂1.1-1.6份。

优选地，其原料按重量份包括以下组分：乙烯基硅烷接枝高密度聚乙烯68份、线性低密度聚乙烯20份、含钛有机硅树脂9份、马来酸酐接枝聚苯醚9份、聚苯基膦酸二苯砜酯6.3份、过氧化叔丁醇0.7份、四氧化三铁6.2份、硫酸钡3.3份、氢氧化铝3.2份、改性纳米二氧化钛10份、硅酸钙晶须4份、纳米碳纤维6.5份、聚环氧乙烷1份、甘油单硬脂酸酯0.9份、乙撑双硬脂酰胺1份、抗氧剂1.5份。

优选地，所述含钛有机硅树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将3-10份钛酸四丁酯、0.5-2份乙酰丙酮加入30-50份甲醇中，加热至55-65℃后搅拌20-35min，然后回流反应30-50min得到物料A；按重量份将1-5份甲基苯基二甲氧基硅烷、5-10份γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-5份二甲基二乙氧基硅烷和2-5份质量分数为10-15％的盐酸加入20-35份水中，搅拌均匀后得到物料B；将物料B滴加到物料A中，滴加结束后回流反应1.2-2.2h，反应结束后经旋转蒸发、自然干燥、固化后得到所述含钛有机硅树脂。

优选地，所述含钛有机硅树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将5份钛酸四丁酯、1.2份乙酰丙酮加入45份甲醇中，加热至60℃后搅拌30min，然后回流反应40min得到物料A；按重量份将3份甲基苯基二甲氧基硅烷、8份γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3.5份二甲基二乙氧基硅烷和3.5份质量分数为12％的盐酸加入30份水中，搅拌均匀后得到物料B；将物料B滴加到物料A中，滴加结束后回流反应2h，反应结束后经旋转蒸发、自然干燥、固化后得到所述含钛有机硅树脂。

优选地，将物料B滴加到物料A中的过程中，滴加的速率为2-3滴/秒。

优选地，所述改性纳米二氧化钛所使用的改性剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵、三甲基氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氮烷、聚乙烯醇中的一种或者多种的混合物。

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DNP、抗氧剂CA、抗氧剂264、抗氧剂168中的一种或者多种的混合物。