[发明专利]一种高密度聚乙烯管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高密度聚乙烯管及其制备方法，按照质量份数计，包括如下组分：高密度聚乙烯30～40份、四针状氧化锌晶须25～35份、偶联剂0.3～0.8份、硬脂酸1～3份、石蜡1～2份、抗氧化剂0.5～1.2份、增塑剂1.5～2.5份、增韧剂2～5份以及抗老化剂0.5～1份。本发明使用偶联剂对四针状氧化锌晶须表面进行偶联处理后，四针状氧化锌晶须与高密度聚乙烯之间的相容性得到改善，高密度聚乙烯与偶联剂的亲有机端连接在一起，四针状氧化锌晶须与偶联剂的亲无机端连接在一起，从而提高四针状氧化锌晶须与高密度聚乙烯的相容性，从而制备出抗开裂性能优异的高密度聚乙烯管。

技术领域

本发明涉及高密度聚乙烯管材加工制备的技术领域，尤其是涉及一种高密度聚乙烯管及其制备方法。

背景技术

高密度聚乙烯管简称HDPE管，HDPE无毒，无味，耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好，在室温条件下，不溶于有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀。因HDPE分子没有极性，所以化学稳定性好，一般使用环境下，土壤、电力、酸碱等因素不会使管道破坏，因此HDPE管在市政给排水领域得到广泛的应用，逐渐成为铁管材和聚氯乙烯饮用水管的换代产品。

公布号为CN104194118A的中国专利公开一种改性高密度聚乙烯管，各组分及其质量份数为：高密度聚乙烯树脂100～120份、炭黑母料6～10份、三元乙丙橡胶10～15份、丁腈橡胶5～7份、丁苯橡胶1～3份、丁基橡胶2～5份、苯乙烯一丁二烯三嵌段共聚物1～3份、石蜡1～2份、碳酸钙2～3份以及铅盐稳定剂1～2份，该发明通过提高基体与弹性体的相容性以及两相之间的粘接强度，具有提高高密度聚乙烯管性能的优点。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：该改性高密度聚乙烯抗开裂性能差，存在应力开裂现象，在管道使用过程中，若产生裂纹过大，则会导致管道内流体泄漏，影响使用。

发明内容

本发明的目的一是提供一种高密度聚乙烯管，具有抗开裂性能优异的效果；本发明的目的二是提供一种高密度聚乙烯管的制备方法。

本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种高密度聚乙烯管，按照质量份数计，包括如下组分：高密度聚乙烯30～40份、四针状氧化锌晶须25～35份、偶联剂0.3～0.8份、硬脂酸1～3份、石蜡1～2份、抗氧化剂0.5～1.2份、增塑剂1.5～2.5份、增韧剂2～5份以及抗老化剂0.5～1份。

通过采用上述技术方案，四针状氧化锌晶须为三维四针状，具有高度的形态规整性以及尺寸均一性，因三维四针晶须具有三维空间的立体规整性，具有优异的各向同性，作为高密度聚乙烯的增强体，能够使得高密度聚乙烯的机械性能呈各向同性，起到补强增韧的作用。在高密度聚乙烯基体中，四针状晶须主要起到了骨架支撑的作用，其独特的三维结构使得晶须不易从基体中拔出，从而起到增强作用。同时，四针状结构的每根单针都可以通过协同作用有效地传递所承受的应力，并将其以发射状分散，达到应力分散的目的；另外由于四针状的针尖通常达到了纳米数量级，从而产生尖端效应。

硬脂酸的加入起到分散剂的作用，能够使加入的各组分在高密度聚乙烯中分散均匀，保证管材挤出时各处的差异性较小。加入石蜡主要起润滑的作用，降低聚合物分子链之间的摩擦力，从而降低管材挤出成型过程中开裂。

增塑剂分子插入到高密度聚乙烯分子链间，削弱了人聚合物分子链间的引力，增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加。增韧剂能够降低高密度聚乙烯的脆性，增加其韧性，当管材承受应力时，不易产生裂纹。

抗氧化剂和抗老化剂的加入能够降低管材氧化、老化，延长管材的使用时长。

本发明的进一步设置为：所述偶联剂为KH-550、钛酸酯、铝酸酯中的一种。