[發明專利]用于雙峰聚乙烯管的鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層的制備方法

有效

• 申請號: 201611056171.1
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106750897B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 黃健;朱楊;黃昊;馬保國;李相國;蹇守衛;譚洪波
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K9/04;C08K7/08;F16L9/12;C01F11/46
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明涉及一種用于雙峰聚乙烯管的鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層的制備方法，其特征在于以茂金屬催化合成的全同立構聚丙烯(iPP)為原料與改性的硫酸鈣晶須為填料共混制備得到皮層材料，所述的皮層材料通過共擠出工藝，在擠出的茂金屬催化合成的雙峰聚乙烯(BPE)表面共擠出一層鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層。本發明的有益效果是：1、過程綠色環保，加工性能好，成本低。2、有效解決了在共擠出階段的高溫條件下晶須失水解體的問題，提高PE管道的外界使用壽命。3、將廢棄物進行高值化利用，可實現低成本多功能化，降低PE管道的改性成本。

技術領域

本發明涉及一種用于雙峰聚乙烯管的鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層的制備方法，屬于樹脂基復合材料及制品技術領域。

背景技術

隨著聚乙烯(PE)管道在我國城鎮給排水、燃氣管網建設中的廣泛應用，PE管道也逐漸成為社會生產各個領域令人矚目的成就。PE管道相比傳統的鋼、水泥制管道，具有耐腐蝕、易安裝、柔韌性好，加工性能優良、環保、安全等特點。但PE樹脂作為一種對紫外光和高溫敏感的高分子材料，在強紫外光輻射及高溫條件下，PE會快速降解老化，管道存在表面脆化、力學強度降低、焊接接頭失效等危險。

我國PE管道自20世紀80年代開始迅猛發展。1982年上海已開始使用PE管輸送城市燃氣。作為燃氣輸送的特種設備，當時PE管道主要集中于力學性能的優化設計，管道擠出生產線的效率，以及嚴格控制擠出管道的尺寸大小等。期間，有高耐應力開裂的新型PE樹脂進入市場，高效管道擠出生產工藝的面世，擠出速率可達到每小時一公噸以上。這些發展在給排水、燃氣管道等公共領域起著重要作用。“十二五”期間，我國塑料管道行業仍然保持持續、穩定發展，產量由2010年的840.2萬噸，增長到2015年末的1380萬噸，平均年增長率為10.43％。但目前PE管道老化失效機理復雜，新型PE管道產品涌入市場，PE管道的老化失效性研究相對滯后。

國外在20世紀90年代初期，中密度聚乙烯(PE-MD)燃氣管和高密度聚乙烯(PE-HD)燃氣管得到廣泛應用。與此同時，管道生產公司開始采用多層PE復合管應用于公用工程領域。有代表性的產品包括英國Radius-Systems管道公司研發的在PE管表層共擠出聚丙烯(PP)皮層的雙層復合管道。其PP皮層厚度低于管道壁厚的10％，外層的PP皮層可以保護PE內管在非開挖牽引安裝過程免受破壞，另外PP皮層可便捷地從PE管道上進行剝除，從而獲得純凈的PE表面以便于電熔融焊接，極大提高了焊接安裝效率并保證焊接接口質量。

S.Wood等人分析了這種保護層可剝離的雙峰聚乙烯管道在工程應用方面的一些優勢。特別是PP層能夠在管道的焊接加工和安裝過程中對內核PE管道提供保護，同時可剝離的PP層可進行內核管道的失效類型分析。也有研究發現長期力學性能高的PE管道，其安全系數和服役壽命相應提升。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種具有紅外反射性能，阻隔戶外紫外線，調整復合層間粘結強度的提高雙峰聚乙烯管耐戶外光熱老化的鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層制備方法，其硫酸鈣晶須復合PP皮層能有效提高PE管道的服役壽命、穩定性，提升管道焊接安裝效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種用于雙峰聚乙烯管的鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層的制備方法，其特征在于以茂金屬催化合成的全同立構聚丙烯(iPP)為原料與改性的硫酸鈣晶須為填料共混制備得到皮層材料，所述的皮層材料通過共擠出工藝，在擠出的茂金屬催化合成的雙峰聚乙烯(BPE)表面共擠出一層鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層。

按上述方案，所述鈣鹽晶體改性聚丙烯皮層的厚度為0.4-0.8mm。

按上述方案，所述的硫酸鈣晶須為α-半水硫酸鈣晶須，直徑在5-10μm范圍內，長徑比不超過10。