[发明专利]一种纳米改性高密度聚乙烯波纹管

说明书

本发明涉及一种纳米改性高密度聚乙烯波纹管，其由包含纳米材料改性高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和助剂的原料制成，所述纳米材料改性高密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的质量比为（12.0‑14.0）：1.0，所述助剂的重量占所述纳米材料改性高密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的总重的10‑23%；所述助剂由包含以下重量份的原料组成，碳酸钙无机填料10‑15份；色母粒5‑10份；润滑剂2‑5份；分散剂1‑3份；增塑剂4‑6份；光稳定剂2‑5份；抗氧化剂2‑4份。本发明通过优化纳米材料改性高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和助剂的种类及配比，能提高波纹管的抗紫外线、抗氧化和耐热性能，具有延缓波纹管老化并延长其使用寿命的优点。

技术领域

本发明涉及波纹管的技术领域，尤其是涉及一种纳米改性高密度聚乙烯波纹管。

背景技术

随着市政工程以及基础设施建设的大力发展，对预应力波纹管的需求呈迅猛增长趋势。波纹管作为预应力后张法的成孔材料是预应力体系的重要组成部分，从最早的抽拔管到金属波纹管，再发展到目前的塑料波纹管，可广泛地应用于桥梁、公路、铁路、高层建筑、水电、核电、污水处理厂等领域。

目前主要以高密度聚乙烯（HDPE）为主要材料生产的预应力塑料波纹管，由于受HDPE主材物化性能影响，普遍存在环刚度低、结构分层、耐热性和防火性能差等质量缺陷，而且目前的高密度聚乙烯波纹管相对比较轻，在混凝土浇筑过程中，容易产生上浮现象，再加上HDPE原料成本偏高导致波纹管产品价格也居高不下，我国进入经济新常态以来，建筑市场复苏乏力，进一步导致HDPE预应力塑料波纹管明显缺乏市场竞争力。

为此，授权公告号为CN102070810B的中国专利公开了一种高密度聚乙烯预应力混凝土用波纹管专用料，以重量份数计，原料配方包括如下组分：再生高密度聚乙烯100、云母粉5-20、硅烷偶联剂KH570为0.1-0.5、马来酸酐接枝聚乙烯1-6、PE蜡1-3、白矿油0.3-1.5和色母粒0.2-0.5。

上述专用料通过加入云母粉这种矿物增强的方式，不仅能增强波纹管的整体力学性能，而且具有增重的效果，能改善目前聚乙烯波纹管质量轻，在混凝土施工中易上浮的缺陷。但是，上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述专用料生产的波纹管在实际使用时，波纹管内部是通孔状态，在光和氧的作用下容易老化，再加上高密度聚乙烯材质不耐热的缺陷，波纹管在浇筑混凝土时也容易受热老化，进而会影响波纹管的使用寿命，有待改进。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种纳米改性高密度聚乙烯波纹管，其通过提高的波纹管抗紫外线、抗氧化和耐热性能，达到了延缓波纹管老化并延长其使用寿命的目的。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种纳米改性高密度聚乙烯波纹管，由包含纳米材料改性高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和助剂的原料制成，所述纳米材料改性高密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的质量比为（12.0-14.0）：1.0，所述助剂的重量占所述纳米材料改性高密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的总重的10-23%；所述助剂由包含以下重量份的原料组成，碳酸钙无机填料 10-15份；色母粒 5-10份；润滑剂 2-5份；分散剂 1-3份；增塑剂 4-6份；光稳定剂 2-5份；抗氧化剂 2-4份。

通过采用上述技术方案，首先以上述配比的纳米材料改性高密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯代替原先的高密度聚乙烯作为基材，并通过添加光稳定剂和抗氧化剂，在直接提高波纹管抗紫外线、抗氧化和耐热性能的同时，能增加上述基材与助剂之间的相容性；其次，碳酸钙无机填料能与马来酸酐接枝聚乙烯作为填充物分散在上述基材中，直接增强波纹管的重量，避免其上浮；另外，色母粒、润滑剂、分散剂和增塑剂能以马来酸酐接枝聚乙烯作为载体，在确保均匀分散于纳米材料改性高密度聚乙烯中的同时，能在加工过程中有效减少波纹管的熔体缺陷，进而保证波纹管具有较好的抗老化性能；综上所述，通过优化纳米材料改性高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和助剂的种类及配比，能提高波纹管的抗紫外线、抗氧化和耐热性能，具有延缓波纹管老化并延长其使用寿命的优点。