[发明专利]一种聚乙烯给水管材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乙烯给水管材料及其制备方法，所述聚乙烯给水管材料由以下原料组成：高密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、复合填料、端氢硅油、丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化锰、烯丙基缩水甘油醚；所述端氢硅油、丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化锰、烯丙基缩水甘油醚的质量比为5‑15:5‑10:5‑10:1‑5；所述制备方法是经过原料制备、混炼、成型等步骤制成的。本发明的产品与现有技术相比在耐老化和耐热性能方面得到了进一步提高。

【技术领域】

本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种聚乙烯给水管材料及其制备方法。

【背景技术】

聚乙烯管材以其突出的耐化学腐蚀性、耐低温性、耐热和耐磨及焊接性能、对输送介质无污染、制造安装费用低、使用寿命长等特点，愈来愈广泛地应用于燃气输送、供水、排污、供热、农业灌溉和矿山细颗粒固体输送等领域。除要求具有上述性能外，对压力管道而言，最基本的是要具有优良的耐静液压性能。

对于聚乙烯压力管而言，影响管材破坏的形式有两种，长期蠕变破坏和快速裂纹扩展破坏。其中耐长期蠕变破坏是对管材用聚乙烯树脂最基本的要求，所开发的管材用聚乙烯树脂尽量要求具有较好的静液压强度。专家们利用静液压下的长期外推试验成功解决了寿命预测问题。

随着管材用聚乙烯树脂的不断向前发展，人们对材料的性能也提出了更高的要求，要求其具有在特殊的气候条件下长时间的使用寿命，目前的主要研究都集中在对聚乙烯管材料的增强组分的改性。

中国专利文献“一种非开挖定向钻法施工用PE给水管及其制备方法(授权公告号：CN104448465A)”公开了一种PE组合物及其制备方法，它是由下述重量份的原料组成：高密度聚乙烯75-85、茂金属线性低密度聚乙烯10-20、复合填料8-15。该发明提供一种PE组合物；该PE组合物制备的管材拉伸屈服强度高、刚性好、冲击强度和环刚度性能优异，适用于非开挖定向钻法施工，然而其耐热性和耐老化性欠佳。

【发明内容】

本发明提供一种聚乙烯给水管材料及其制备方法，以解决在中国专利文献“一种非开挖定向钻法施工用PE给水管及其制备方法(授权公告号：CN104448465A)”公开的PE组合物配方基础上，优化组分、用量、方法等，从而在不降低其力学性能的基础上，改善耐热性和耐老化性的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种聚乙烯给水管材料，由以下原料组成：高密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、复合填料、端氢硅油、丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化锰、烯丙基缩水甘油醚；其中，所述复合填料由以下按质量份数计算的原料组成：硫酸钙晶须、硅烷偶联剂、石蜡、滑石粉、超细白炭黑、马来酸酐接枝聚乙烯；所述超细白炭黑的粒径为10-50nm，所述高密度聚乙烯为聚乙烯P6006N；所述端氢硅油、丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化锰、烯丙基缩水甘油醚的质量比为5-15:5-10:5-10:1-5。

进一步地，其中所述端氢硅油、丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化锰、烯丙基缩水甘油醚的质量比为10:8:8:3。

进一步地，其中所述聚乙烯给水管材料由以下按质量份数计算的原料组成：高密度聚乙烯80、茂金属线性低密度聚乙烯10、复合填料10、端氢硅油10、丙烯酸羟乙酯8、纳米二氧化锰8、烯丙基缩水甘油醚3；所述复合填料由以下按质量份数计算的原料组成：硫酸钙晶须45、硅烷偶联剂3、石蜡3、滑石粉35、超细白炭黑45、马来酸酐接枝聚乙烯5。

进一步地，其中所述纳米二氧化锰的粒径为10-50nm。

进一步地，其中所述茂金属线性低密度聚乙烯的密度0.917g/cm3，熔体流动速率1.0g/10min，熔点为119℃。

本发明还提供一种上述聚乙烯给水管材料的制备方法，包括以下步骤：