改性聚烯烴drpo鋼塑增強纏繞排水排污管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚烯烴DRP0鋼塑增強纏繞 排水排污管。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國的排水管網(wǎng)系統(tǒng)仍以傳統(tǒng)的鋼筋混凝土管、陶管、鑄鐵管為主流，但其 施工難度高，管道之間的連接復(fù)雜，往往造成龐大的施工浪費。尤其是在長期的使用中，常 常由于腐蝕、破損、滲漏，特別是大面積的污水滲漏，已嚴(yán)重污染了越來越少的地下水源。解 決城市的缺水及污染問題，關(guān)系到城市的可持續(xù)發(fā)展，也是我國當(dāng)前和長遠(yuǎn)發(fā)展的重大問 題。根據(jù)國外發(fā)達(dá)國家塑料管材的發(fā)展情況及國內(nèi)產(chǎn)業(yè)政策的大力推廣，大口徑塑料埋地 排水管已經(jīng)成為新的投資熱點。而在眾多的大口徑塑料埋地排水管道中，由于雙壁纏繞管 以其獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，比其它的塑料管道更節(jié)省原料，而成為眾多投資者的首選。
[0003] 大口徑雙壁纏繞管一般指直徑大于500mm的纏繞管，目前主要用于市政排水、排 污系統(tǒng)。當(dāng)前，我國用于纏繞管生產(chǎn)的原料主要有聚氯乙烯（PVC)、聚乙烯（PE)和聚丙烯 (PP)，其中PVC主要用于500mm以下的纏繞管生產(chǎn)。聚氯乙烯雙壁纏繞管的優(yōu)點在于聚氯 乙烯材料的剛性高，其材料的彈性模量大于聚烯烴材料。因此達(dá)到同等的環(huán)剛度可以用較 小的慣性矩，如果采用同樣的波形設(shè)計可以用較小的壁厚。所以在一定范圍內(nèi)聚氯乙烯雙 壁纏繞管在經(jīng)濟性上占優(yōu)勢，但由于聚氯乙烯材料的流動性和熱穩(wěn)定性比較差，生產(chǎn)大口 徑雙壁纏繞管有困難，以及聚烯烴材料的良好柔韌性，可以在低溫環(huán)境下施工，聚烯烴管材 可以熔接，比重輕等優(yōu)點，聚烯烴雙壁纏繞管近年來得到了較快的發(fā)展。
[0004] 從2003年開始，我國大量引進大口徑雙壁纏繞管生產(chǎn)線.所采用的原料主要是 HDPE，每條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力達(dá)到10kt/a。當(dāng)時國內(nèi)用于生產(chǎn)大口徑雙壁纏繞管的進口 料主要是一些HDPE中空料和重包裝膜料等。而國內(nèi)的一些普通管材料在生產(chǎn)大口徑雙壁 纏繞管時會出現(xiàn)熔體強度不夠、產(chǎn)品環(huán)剛度達(dá)不到要求等問題。
[0005] 環(huán)剛度和環(huán)柔度是管材最重要的性能指標(biāo)，因為在埋地排水管的應(yīng)用中，管材 不承受內(nèi)壓或壓力很低，而只承受外壓負(fù)載（包括動負(fù)載和靜負(fù)載）。如果管材的環(huán)剛度 太小，管材將發(fā)生大的變形破壞，這樣就不能保證管材的安全使用；若環(huán)柔度過低，管材 在使用過程中易破壞漏水等。添加入無機填料，如：短切玻璃纖維、碳酸鈣、滑石粉、高嶺 土、娃灰石等，以降低材料成本、提高材料性能的剛性，然而，在塑料材料中加入無機填 充材料后一般都會使材料性能變脆，缺口沖擊韌性下降，材料的使用性能因此受到明顯 影響。增加塑料的韌性，早期通常采用橡膠類彈性體進行，例如：ABS(聚丙烯腈_ 丁二 烯_苯乙烯），HIPS(耐沖擊性聚苯乙烯）和PP/EPDM[聚丙烯/三元乙丙橡膠（含雙環(huán) 戊二烯）]等增韌體系，橡膠增韌聚合物可使沖擊韌性成倍增長，但由于其模量和玻璃化 溫度低，給增韌塑料帶來固有的缺陷，如材料的剛度、強度、熱畸變溫度大幅度降低，成 本提高等。聚烯烴復(fù)合材料所表現(xiàn)的強度增加或韌性提高總是以犧牲其它性能為代價的， 所以如何保持改性聚烯烴復(fù)合材料強度和韌性的平衡是制備埋地排水排污聚烯烴（DRP0) 管材的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是提供一種改性聚烯烴DRPO鋼塑增強纏繞排水排污管，解決現(xiàn)有的 聚烯烴埋地排水排污管環(huán)剛度不夠及環(huán)柔度過低的問題。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：改性聚烯烴DRPO鋼塑增強纏繞排水排污管，該管由內(nèi)壁層 和外壁層貼合后纏繞構(gòu)成，其中外壁材料采用改性聚烯烴材料包覆鋼帶，所述改性聚烯烴 材料的制備方法為： 按以下重量份配料：聚烯烴50~75份，改性聚烯烴彈性體BPOE5~10份，活性滑 石粉20~40,然后將原料混合后通過雙螺桿擠出機熔融造粒，得到改性聚烯烴復(fù)合材料， 料筒溫度分別為：180°C，195°C，210°C，220°C，220°C，口模溫度為：215°C; 其中， 聚烯烴為高密度聚乙烯HDPE或無規(guī)共聚聚丙烯PPR或它們的混合； 改性聚烯烴彈性體BPOE通過以下方法制備：按以下重量份配料：POE:100份，苯乙烯： 2~7份，甲基丙烯酸縮水甘油酯：3~6份，過氧化二異丙苯：0. 1~0. 4份，按照配比稱料 混合后采用雙螺桿擠出機，以反應(yīng)擠出工藝制備BPOE，工藝條件如下：雙螺桿擠出機各段 溫度為：16(TC，17(TC，185°C，19(rC，19(rC; 改性滑石粉的制備方法為：按以下重量份配置原料：滑石粉100份，硅烷偶聯(lián)劑1~3 份，鋁酸酯偶聯(lián)劑〇. 5~1. 5份；先將稱量好的滑石粉在烘箱中100°C下干燥3h，加入高速 混合機中，再加入按比例稱量好的鋁酸酯偶聯(lián)劑，高速混合5分鐘，然后加入硅烷偶聯(lián)劑， 高速混合10分鐘； 內(nèi)壁材料采用冊?￡或？?1?，加入15~25%超高分子量聚乙烯瓜》^^。
[0008] 制備方法為：內(nèi)壁材料和外壁材料分別由兩臺擠出機同時將物料熔融擠出，一臺 擠出管材外壁熔料并包覆鋼帶，一臺擠出管材內(nèi)壁，在模具內(nèi)復(fù)合為雙層結(jié)構(gòu)，以帶狀形式 連續(xù)擠出，冷卻定型，經(jīng)纏繞成型為管材，擠出機各段溫度為：160°C，170°C，185°C，190°C， 190 °C〇
[0009] 內(nèi)壁材料除了要求具有足夠的剛度和韌性外，還要求耐磨及摩擦系數(shù)盡量低，因 此采用HDPE或PPR外，加入15-25%超高分子量聚乙烯（UHMW-PE)。
[0010] Polyolefinelastomers(POE)是DupontDow彈性體公司用Insite工藝和限定幾 何構(gòu)型催化技術(shù)（CGCT)制成的新型聚烯烴彈性體材料，具有窄相對分子質(zhì)量分布和均勻 的短支鏈分布等特點，這使P0E的主要性能非常突出，很多性能指標(biāo)超過了普通彈性體， 如P0E具有較高的強度和伸長率、耐老化性能好由于其分子鏈?zhǔn)秋柡偷模逄荚酉?對較少，因而具有優(yōu)異的耐熱老化和抗紫外線性能；另一方面，限定幾何構(gòu)型催化劑技術(shù) (CGCT)可以控制在聚合物線型短支鏈支化結(jié)構(gòu)中引入長支鏈，從而改善了聚合物的加工流 變性能，P0E分子結(jié)構(gòu)的特殊性賦予了其優(yōu)異的力學(xué)性能、流變性能和抗紫外線性能。此外， 它還具有和聚烯烴親和性好、低溫韌性好、性能價格比高等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于塑料改 性。這種新材料的出現(xiàn)引起了全世界塑料和橡膠工業(yè)界的強烈關(guān)注，也為聚合物的改性和 加工帶來全新的理念。
[0011] 本發(fā)明中，為了提高聚烯烴材料之間以及聚烯烴與無機粒子間的相容性，采用熔 融接枝技術(shù)，制備改性POE新材料，在改性聚烯烴復(fù)合材料中使用改性POE，可以提高聚烯 烴材料之間以及聚烯烴與無機粒子間的相容性。
[0012] 本發(fā)明中，硅烷偶聯(lián)劑處理對增加滑石粉填充聚丙烯體系的剛性有利，相對而 言，鋁酸酯偶聯(lián)劑處理對提高滑石粉填充聚丙烯體系的