[發明專利]高密度聚乙烯管及其制備方法

有效

• 申請號: 202010219092.8
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111253665B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 張錦;曹建蘋;范曉旭
• 申請（專利權）人: 北京石墨烯研究院
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L51/06;C08L23/08;C08K13/06;C08K9/02;C08K3/04;C08K7/14
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 董天寶;于寶慶

本發明提供一種酰氯接枝石墨烯與玻璃纖維共同增強的高密度聚乙烯管及其制備方法，按重量份計，該高密度聚乙烯管包括以下組分：高密度聚乙烯40?90份、玻璃纖維5?30份、相容劑2?30份、酰氯接枝石墨烯0.05?5份、防玻纖外露劑0.2?3份以及黑色母粒1?10份。本發明的高密度聚乙烯管中，酰氯接枝石墨烯可與玻纖表面羥基反應生成酯基，增強界面結合力，玻纖表面的其他羥基又可通過相容劑與HDPE相結合，不同相態物質可以充分結合在一起有效傳遞應力，從而使高密度聚乙烯管具有優異的彎曲性能、拉伸性能和韌性，同時其制備方法簡單易操作，具有大規模生產應用的可能性。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，特別涉及一種酰氯接枝石墨烯與玻璃纖維共同增強的高密度聚乙烯管及其制備方法。

背景技術

高密度聚乙烯(HDPE)通常是線性高分子材料，其具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好(在室溫條件下，不溶于有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕)，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好。

由HDPE制造成的管材具有柔韌性，抗拉伸性能強、耐腐蝕能力且容易更換的優點，一般使用環境下，土壤、電力、酸堿等因素不會使管道破壞，因此可廣泛應用于燃氣輸送、給水、排污、農業灌溉等領域。

常見的HDPE管材存在耐壓性能差的缺陷，在管道使用過程中，若受壓后產生裂紋過大，則會導致管道內流體泄漏，限制了管材的使用。

CN110372941A公開了一種高密度聚乙烯管及其制備方法，其使用偶聯劑對四針狀氧化鋅晶須表面進行偶聯處理后，四針狀氧化鋅晶須與高密度聚乙烯之間的相容性得到改善，高密度聚乙烯與偶聯劑的親有機端連接在一起，四針狀氧化鋅晶須與偶聯劑的親無機端連接在一起，從而提高四針狀氧化鋅晶須與高密度聚乙烯的相容性，從而制備出抗開裂性能優異的高密度聚乙烯管。

然而現有技術中并未有采用酰氯接枝石墨烯與玻璃纖維共同增強HDPE管材的報道。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中HDPE管材耐壓性能差的缺陷，提供一種酰氯接枝石墨烯與玻璃纖維共同增強的高密度聚乙烯管，以增強管材的抗彎曲性能、拉伸性能和韌性。

為實現上述目的，本發明所采用的方案為：

一種高密度聚乙烯管，按重量份計，包括以下組分：

高密度聚乙烯40-90份、玻璃纖維5-30份、相容劑2-30份、酰氯接枝石墨烯0.05-5份、防玻纖外露劑0.2-3份以及黑色母粒1-10份。

在一些實施例中，所述玻璃纖維選自粗纖維、初級纖維、中級纖維和高級纖維中的一種或多種。

在一些實施例中，所述相容劑選自甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酸接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物中的一種或多種。

在一些實施例中，所述酰氯接枝石墨烯選自亞硫酰氯改性氧化石墨烯、三氯化磷改性氧化石墨烯和五氯化磷改性氧化石墨烯中的一種或多種。

在一些實施例中，所述防玻纖外露劑選自聚乙烯蠟(PE蠟)、乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)、季戊四醇四硬脂酸酯(PETS)、聚四氟乙烯(PTFE)和硅酮的一種或多種。

另一方面，本發明提供上述高密度聚乙烯管的制備方法，包括以下步驟：

將高密度聚乙烯、玻璃纖維、相容劑、酰氯接枝石墨烯、防玻纖外露劑以及黑色母粒混合均勻，得到混合物；以及

將所述混合物放入擠出機中擠出成型，得到所述高密度聚乙烯管。

在一些實施例中，所述擠出機為雙螺桿擠出機。