[发明专利]聚丙烯增强型双壁波纹管

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯增强型双壁波纹管，主要涉及聚丙烯波纹管领域。

背景技术

排水双壁波纹管具有环状结构外壁和平滑内壁的新型管材，现有排水双壁波纹管主要是聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)材料为主，加入一定量的合成母粒混合后经挤出复合成型。分别称为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯增强型双壁波纹管。双壁波纹管做为雨水和污水输送管道，对其性能要求必须要内壁光滑，以防止淤泥沉积，耐一定的化学腐蚀能力，具有较高的承受外力能力(即环刚度)和较主的抗冲击能力。而现有波纹管中，聚氯乙烯双壁波纹管耐腐蚀性差、抗冲击性差、热稳定性差，生产控制难度大，生产过程环境污染大；聚乙烯双壁波纹管韧性较好，但其抗拉伸强度较差，拉伸强度只有约21MPa，弹性模量只有0.9GPa，环刚度差，密度较高，为0.94-0.96g/cm³，要达到国家标准环刚度成本很高；聚丙烯增强型双壁波纹管拉伸强度高环刚度高但其抗冲击性能差，成本高。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提出一种高强度的聚丙烯增强型双壁波纹管。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括平滑内壁的直管层和环状结构的波纹外管层，波纹外管层外套设在直管层外壁，直管层和波纹外管层的配方材料包括：基料和辅料，基料包括聚丙烯分体，辅助原料包括活性碳酸钙粉体、纤维和润滑稳定剂，纤维采用玄武岩纤维或者玻璃纤维，生产工艺如下：1) 加热混料搅拌；2)采用两台锥双螺杆挤出机挤出成型，挤出机机筒上必须要有排气或真空吸气装置；3)模具成型；4)内外压真空成型；5)冷却切割；6) 力学和安全性能检验；7)合格则入库，不合格则粉碎后按照不大于5％的比例投入原料生产。

本发明的技术原理及有益效果如下：聚丙烯相对于其它几种材料具有密度低，密度为0.9g/cm³；比聚乙烯低约7％；弹性模量高：弹模量约为1.5-2.0GPa；耐温性好，稳定性高；有粉体原料供应。该配方有效利用的聚丙烯材料优异的耐腐蚀，高弹性模量。利用玻璃纤维和玄武岩纤维在产品成型后材料中不规则排列，长度约为加入前的20-50％，起提高弹性模量与抗冲击性能作用，并起到增加拉伸强度作用，玻璃纤维或玄武岩纤维化学稳定性好，耐温耐热，在本产品中不会与其他化学物质产生发硬，强度高。加入碳酸钙粉体起提高管体强度，降低原料成本。挤出过程需采用两台锥双螺杆挤出机挤出成型，挤出机机筒上必须要有排气或真空吸气装置，以减少加热挤出过程中原料部分分解或残留水气对产品质量的影响。纤维表层粗糙，采用润滑稳定剂可以将其与聚丙烯粉体结合在一起。

该配方双壁波纹管环刚度可以很容易达到或超过国家标准要求，环刚度更是可以达到12Kn/m²，较之前提高30％以上，配方成本较之前配方低约15％，抗冲、表面质量等其它指标不受影响。

进一步，润滑稳定剂包括PE蜡、硬脂酸钙和硬脂酸，直管层材料配方包括聚丙烯粉体55-60份、活性碳酸钙粉体25-30份、纤维6-8份、硬脂酸0.5-0.6 份、PE蜡0.15-0.2份、硬脂酸钙0.15-0.2份和消泡剂1-2.5份，有效利用的聚丙烯材料优异的耐腐蚀，高弹性模量。利用玻璃纤维在产品成型后材料中不规则排列，长度约为加入前的20-50％，起提高弹性模量与抗冲击性能作用，并起到增加拉伸强度作用，加入碳酸钙粉体起提高管体强度，降低原料成本。

进一步，润滑稳定剂包括PE蜡、硬脂酸钙和硬脂酸，波纹外管层配方包括聚丙烯粉体60-70份、活性碳酸钙粉体15-20份、纤维8-12份、硬脂酸0.5份-0.7 份、PE蜡0.15-0.2份、硬脂酸钙0.15-0.2份、消泡剂1-2.5份、抗氧剂(抗紫外线剂)0.1-0.15份、线性聚乙烯2-4份和炭黑(色母)2-2.5份。波纹外管层加入抗氧剂(抗紫外线剂)可有效提高聚丙烯抗氧化能力，利于较长时间在库房存放。

进一步，纤维单根直径小于15微米，长度为6-8毫米，纤维表面经偶联剂和聚合物成膜剂处理形成接枝层，经表面处理与聚丙烯具有较强亲和力，经挤出成型后在产品中形成约2-4毫米的纤维不规则分布，提高冲击性能和环刚度。

进一步，聚丙烯粉体料为等规共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯，其拉伸强度、弹性模量与抗低温冲击能力较好。

进一步，碳酸钙粉体是经表面活化处理的1200目以上粉体，便于聚丙烯粉体料与1200目以上活性钙的有效结合。

进一步，PE蜡熔点需大于110摄氏度，利于润滑剂分散与表面包覆。