一种高抗冲高强度管道专用材料及其制备方法
【技术领域】
1.本发明涉及管道材料技术领域，尤其涉及一种高抗冲高强度管道专用材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着石化、化工、粉末冶金等行业的发展，对管道输送物料，例如气体、液体、含固体的混合浆料等的需求日益增加，其中对具有高温、高压、腐蚀等性质的物料输送需求较大，需要具有特殊性能的管道。
3.但是，现有的管道需要具备高抗冲高强度时，存在生产工艺复杂，且材料成本高等问题。


技术实现要素：

4.本发明公开了一种高抗冲高强度管道专用材料及其制备方法，其通过使用废旧回收的hdpe片料(如娃哈哈瓶料，pe瓶盖料，pe包装框材料破碎之后得到hdpe片料)经过配方和工艺设计一步法制备高抗冲高强度管道专用材料，实现废旧塑料高值再利用，从而可以解决背景技术中涉及的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
6.一种高抗冲高强度管道专用材料，按质量份，包括30-50份的hdpe回收料、0.5-1份的过氧化物引发剂、10-20份的hdpe全新料、10-20份的滑石粉、1-3份的接枝改性单体、0.05-1份的抗氧剂以及0.05-1份的润滑剂。
7.作为本发明的一种优选改进，所述hdpe回收料选自塑料瓶料、塑料框料、塑料瓶盖料中的一种或者几种。
8.作为本发明的一种优选改进，所述过氧化物引发剂选自2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种或者几种。
9.作为本发明的一种优选改进，所述hdpe全新料选自hdpe 100n、hdpe 5502、hdpe 5000s、hdpe 401中的一种或者几种。
10.作为本发明的一种优选改进，所述滑石粉选自1250目、2500目、5000目、10000目中的一种或者几种。
11.作为本发明的一种优选改进，所述接枝改性单体选自马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者两种。
12.作为本发明的一种优选改进，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂dstdp、抗氧剂1076、抗氧剂2246中的一种或者几种。
13.作为本发明的一种优选改进，所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钠、芥酸酰胺、优酸酰胺、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺中的一种或者几种。
14.本发明还提供了一种所述的高抗冲高强度管道专用材料的制备方法，该方法包括
如下步骤：
15.步骤s1、制备预混料1；
16.步骤s11、将hdpe回收料洗净干燥后，按质量份将hdpe回收料、hdpe全新料与过氧化物引发剂在低速搅拌锅中以200-300r/min搅拌速度搅拌3min；
17.步骤s12、按质量份加入接枝改性单体，并以100-200r/min搅拌速度搅拌1min得到预混料1；
18.步骤s2、制备预混料2；
19.步骤s21、按质量份将滑石粉加入到高速搅拌锅中，转速设定为2000-4000r/min，待温度上升至80-100℃；
20.步骤s22、按质量份加入抗氧剂和润滑剂，以2000-4000r/min搅拌速度搅拌10-20min得到预混料2；
21.步骤s3、将所得预混料1从主喂料口加入，待预混料1通过引发剂充分打开化学键后，将预混料2从强制侧喂料口加入，通过平行双螺杆挤出机进行反应共混挤出，得到高抗冲高强度管道专用材料，其中，平行双螺杆挤出机的主机转速为200-400r/min,喂料速率为100kg/h-400kg/h，主机电流150-230a，挤出真空度≤-0.07mpa。
22.作为本发明的一种优选改进，所述平行双螺杆挤出机为长径比为60:1，螺杆直径为65mm的具有强制侧喂料装置的平行双螺杆挤出机，强制侧喂料装置安装至温区7区至9区之间，其中挤出温度设定为：1区150℃，2区155℃，3区160℃，4区165℃，5区170℃，6区175℃，7区180℃，8区180℃，9区180℃，10区180℃，11区175℃，12区175℃，13区175℃，换网区185℃，机头温度175℃。
23.本发明的有益效果如下：
24.1、使用废旧回收的hdpe片料进行配方设计，达到有效治理塑料污染，降低管道生产成本的目的；
25.2、通过设备的设计和改造，实现挤出前段进行极性官能团的接枝改性，后段进行无机矿粉的加入并完成共混挤出，通过极性官能团的接枝达到有效改善基体和无机矿粉的界面结合强度，进而一步法制备出高抗冲高强度的管道专用料。
【附图说明】
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
27.图1为本发明平行双螺杆挤出机的挤出筒结构示意图。
【具体实施方式】
28.下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
29.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
30.本发明提供一种高抗冲高强度管道专用材料，按质量份，包括30-50份的hdpe回收料、0.5-1份的过氧化物引发剂、10-20份的hdpe全新料、10-20份的滑石粉、1-3份的接枝改性单体、0.05-1份的抗氧剂以及0.05-1份的润滑剂。
31.所述hdpe回收料选自塑料瓶料、塑料框料、塑料瓶盖料中的一种或者几种。
32.所述过氧化物引发剂选自2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种或者几种。
33.所述hdpe全新料选自hdpe 100n、hdpe 5502、hdpe 5000s、hdpe 401中的一种或者几种。
34.所述滑石粉选自1250目、2500目、5000目、10000目中的一种或者几种。
35.所述接枝改性单体选自马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者两种。
36.所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂dstdp、抗氧剂1076、抗氧剂2246中的一种或者几种。
37.所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钠、芥酸酰胺、优酸酰胺、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺中的一种或者几种。
38.下面以具体实施例1-3对本发明提供的高抗冲高强度管道专用材料进行详细说明。
39.实施例1
40.实施例1提供了一种高抗冲高强度管道专用材料，按质量份，包括30份的hdpe回收料、0.5份的过氧化物引发剂、10份的hdpe全新料、10份的滑石粉、1份的接枝改性单体、0.05份的抗氧剂以及0.05份的润滑剂。
41.实施例2
42.实施例2提供了一种高抗冲高强度管道专用材料，按质量份，包括40份的hdpe回收料、0.7份的过氧化物引发剂、15份的hdpe全新料、15份的滑石粉、2份的接枝改性单体、0.07份的抗氧剂以及0.07份的润滑剂。
43.实施例3
44.实施例3提供了一种高抗冲高强度管道专用材料，按质量份，包括50份的hdpe回收料、1份的过氧化物引发剂、20份的hdpe全新料、20份的滑石粉、3份的接枝改性单体、1份的抗氧剂以及1份的润滑剂。
45.本发明还提供了一种所述的高抗冲高强度管道专用材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
46.步骤s1、制备预混料1；
47.步骤s11、将hdpe回收料洗净干燥后，按质量份将hdpe回收料、hdpe全新料与过氧化物引发剂在低速搅拌锅中以200-300r/min搅拌速度搅拌3min；
48.步骤s12、按质量份加入接枝改性单体，并以100-200r/min搅拌速度搅拌1min得到预混料1；
49.步骤s2、制备预混料2；
50.步骤s21、按质量份将滑石粉加入到高速搅拌锅中，转速设定为2000-4000r/min，待温度上升至80-100℃；
51.步骤s22、按质量份加入抗氧剂和润滑剂，以2000-4000r/min搅拌速度搅拌10-20min得到预混料2；
52.步骤s3、结合图1所示，将所得预混料1从主喂料口加入，待预混料1通过引发剂充分打开化学键后，将预混料2从强制侧喂料口加入，通过平行双螺杆挤出机进行反应共混挤出，得到高抗冲高强度管道专用材料，其中，平行双螺杆挤出机的主机转速为200-400r/min,喂料速率为100kg/h-400kg/h，主机电流150-230a，挤出真空度≤-0.07mpa。
53.需要进一步说明的是，所述平行双螺杆挤出机为长径比为60:1，螺杆直径为65mm的具有强制侧喂料装置的平行双螺杆挤出机，强制侧喂料装置包括上述强制侧喂料口。强制侧喂料装置安装至温区7区至9区之间，其中挤出温度设定为：1区150℃，2区155℃，3区160℃，4区165℃，5区170℃，6区175℃，7区180℃，8区180℃，9区180℃，10区180℃，11区175℃，12区175℃，13区175℃，换网区185℃，机头温度175℃。
54.采用本发明提供的高抗冲高强度管道专用材料的制备方法所制备的专用材料的性能如下表1所示。
55.表1
[0056][0057]
[0058]
由表1可以看出，采用本发明提供的制备方法所制备的专用材料所制造的管道不但结构强度高，而且具有高抗冲高强度性能。
[0059]
本发明的有益效果如下：
[0060]
1、使用废旧回收的hdpe片料进行配方设计，达到有效治理塑料污染，降低管道生产成本的目的；
[0061]
2、通过设备的设计和改造，实现挤出前段进行极性官能团的接枝改性，后段进行无机矿粉的加入并完成共混挤出，通过极性官能团的接枝达到有效改善基体和无机矿粉的界面结合强度，进而一步法制备出高抗冲高强度的管道专用料。
[0062]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。