一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法技術(shù)

本申請公開了一種一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法，涉及聚乙烯(PE)管材的生產(chǎn)制備領(lǐng)域。提高聚乙烯管耐磨性能的方法，是將耐磨組分與聚乙烯以熔融共混的方式生產(chǎn)管材，其中，按照質(zhì)量百分比為2％～6％的比例添加耐磨組分。經(jīng)試驗(yàn)表明，采用本申請能夠在不大幅增加生產(chǎn)成本的情況下，有效提高聚乙烯管的抗磨損性。使得通過本申請所述方法生產(chǎn)出聚乙烯管在金屬礦山行業(yè)也有很好的適用性，由此增加了聚乙烯管的應(yīng)用和推廣。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法
本申請涉及聚乙烯(PE)管材的生產(chǎn)制備領(lǐng)域，特別是涉及一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法。
技術(shù)介紹
聚乙烯(Polyethylene，PE)是一種熱塑性高度結(jié)晶型的非極性聚合物，以聚乙烯為原材料擠出生產(chǎn)的聚乙烯管以其良好的耐腐蝕、安全衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于輸送天然氣和水等領(lǐng)域。近年來，聚乙烯管在金屬礦山行業(yè)也有較多應(yīng)用，但由于普通聚乙烯管抗磨損性能較差，在較大程度上制約了其應(yīng)用和推廣。因此，亟需研制出一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，高密度聚乙烯(HDPE)的生產(chǎn)成本低，但耐磨損性能低。如果將不同比例的耐磨組分添加到HDPE的擠出過程中，研究其對HDPE管的耐磨性能的影響，可在不大幅增加生產(chǎn)成本的情況下有效提高HDPE的抗磨損性，這對于提升公司產(chǎn)品競爭力具有重要意義。基于此，本申請研制出一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法。本申請?zhí)峁┝艘环N提高聚乙烯管耐磨性能的方法，是將耐磨組分與聚乙烯以熔融共混的方式生產(chǎn)管材，其中，按照質(zhì)量百分比為2％～6％的比例添加耐磨組分。可選地，所述耐磨組分的添加比例為2％、3％、4％、5％或6％。可選地，所述耐磨組分的添加比例為4％。可選地，所述聚乙烯為高密度聚乙烯，所述耐磨組分為高強(qiáng)度耐磨級特種材料。本申請的提高聚乙烯管耐磨性能的方法，通過將2％～6％不同質(zhì)量百分比的耐磨組分添加到聚乙烯的擠出過程中，以熔融共混的方式生產(chǎn)管材。經(jīng)試驗(yàn)表明，采用本申請能夠在不大幅增加生產(chǎn)成本的情況下，有效提高聚乙烯管的抗磨損性。使得通過本申請所述方法生產(chǎn)出聚乙烯管在金屬礦山行業(yè)也有很好的適用性，由此增加了聚乙烯管的應(yīng)用和推廣。根據(jù)下文結(jié)合附圖對本申請的具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本申請的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。附圖說明后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本申請的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：圖1是根據(jù)本申請一個(gè)實(shí)施例的提高聚乙烯管耐磨性能的方法生產(chǎn)出的聚乙烯管的耐磨性實(shí)驗(yàn)原理圖；圖2是沿圖1中的A-A線進(jìn)行剖切的剖視圖；圖3是根據(jù)本申請一個(gè)實(shí)施例的提高聚乙烯管耐磨性能的方法中的耐磨組分的不同質(zhì)量百分比對HDPE管材耐磨性能的影響圖。具體實(shí)施方式本實(shí)施例提供了一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法，是將耐磨組分與聚乙烯以熔融共混的方式生產(chǎn)管材，其中，按照質(zhì)量百分比可以為2％～6％的比例添加耐磨組分。本申請的提高聚乙烯管耐磨性能的方法，通過將2％～6％不同質(zhì)量百分比的耐磨組分添加到聚乙烯的擠出過程中，以熔融共混的方式生產(chǎn)管材。經(jīng)試驗(yàn)表明，采用本申請能夠在不大幅增加生產(chǎn)成本的情況下，有效提高聚乙烯管的抗磨損性。使得通過本申請所述方法生產(chǎn)出聚乙烯管在金屬礦山行業(yè)也有很好的適用性，由此增加了聚乙烯管的應(yīng)用和推廣。更具體地，本實(shí)施例中，所述耐磨組分的添加比例可以為2％、3％、4％、5％或6％。優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述耐磨組分的添加比例可為4％。更具體地，本實(shí)施例中，所述聚乙烯可為高密度聚乙烯(英文簡稱：HDPE)，生產(chǎn)廠家：北歐化工，材料牌號：HE3490-LS。所述耐磨組分可為高強(qiáng)度耐磨級特種材料PEA，生產(chǎn)廠家：科萊恩色母粒(上海)有限公司，材料牌號PEA0447061。圖1是根據(jù)本申請一個(gè)實(shí)施例的提高聚乙烯管耐磨性能的方法生產(chǎn)出的聚乙烯管的耐磨性實(shí)驗(yàn)原理圖。圖2是沿圖1中的A-A線進(jìn)行剖切的剖視圖。圖3是根據(jù)本申請一個(gè)實(shí)施例的提高聚乙烯管耐磨性能的方法中的耐磨組分的不同質(zhì)量百分比對HDPE管材耐磨性能的影響圖。采用螺桿共混的方式將耐磨組分(生產(chǎn)廠家科萊恩色母粒(上海)有限公司；材料牌號PEA0447061)和高密度聚乙烯分別按照質(zhì)量百分比為2％、3％、4％、5％和6％的比例混合均勻并擠出Φ110SDR11的HDPE管，并對其進(jìn)行耐磨性能的試驗(yàn)。試驗(yàn)按QB/T5101-2017塑料管材耐磨損性試驗(yàn)方法進(jìn)行，簡稱耐磨試驗(yàn)。該試驗(yàn)方法是將上述擠出Φ110SDR11的HDPE管材樣品用清水沖洗干凈后，按照GB/T2918-1998的要求在溫度為(23±2)℃，相對濕度不大于50％的環(huán)境下調(diào)節(jié)至少24h，自然晾干，并在此溫度、濕度下進(jìn)行試驗(yàn)。將管材樣品稱重(記為m0)后，將準(zhǔn)備好的磨損介質(zhì)(礫石2.80kg+水1.20kg)放入一端封好的樣品中，再密封另一端。如圖1所示，將該樣品固定到管材耐磨損性試驗(yàn)機(jī)上，使樣品在軸向做角度為加減α/2＝22.5°的正弦式的往復(fù)傾斜動(dòng)作，頻率為(20+1)次/min，每10萬次為一個(gè)搖擺周期，共重復(fù)10個(gè)搖擺周期。圖2中各符號表示含義如下，端封1、試樣2、耐磨損介質(zhì)3，聚乙烯管材試樣的長度為L，搖擺角度為α，α＝45°。將樣品在每一個(gè)搖擺周期完成后按起始步驟處理并稱重(記為m1)，以此類推，分別稱重聚乙烯管材樣品(分別記為m2、m3……m10)，以此計(jì)算磨損介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)對聚乙烯管材內(nèi)表面產(chǎn)生的質(zhì)量磨損量。如下圖3所示。聚乙烯管材質(zhì)量磨損量值越小，表明其耐磨性能越好。經(jīng)調(diào)試擠出，擠出過程中Φ110SDR11HDPE管的外徑、壁厚和不圓度等尺寸很穩(wěn)定，外觀也符合工藝要求。將樣品按照上述技術(shù)方案進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表1：表1耐磨組分不同質(zhì)量百分比時(shí)Φ110SDR11HDPE管的質(zhì)量磨損量試驗(yàn)結(jié)果表明HDPE管的質(zhì)量磨損量隨著耐磨組分PEA0447061質(zhì)量百分比的增加而逐漸降低，當(dāng)PEA0447061添加質(zhì)量百分比達(dá)到4％時(shí)，HDPE管的質(zhì)量損耗降至最低，與不添加耐磨組分相比，HDPE管的耐磨性能提升了約25.18％；繼續(xù)提高PEA0447061的質(zhì)量百分比，HDPE管的質(zhì)量損耗反而增加。如下圖3，即耐磨組分的過量添加無法繼續(xù)有效的提升HDPE管的耐磨性能，反而對其耐磨性能有負(fù)面效應(yīng)，這可能是由于耐磨組分的過量添加阻礙了HDPE高分子鏈的延展，另一方面在一定程度上增大了HDPE管材內(nèi)表面的粗糙度，即摩擦系數(shù)有所增大。同時(shí)對PEA0447061質(zhì)量百分比為4％的HDPE管按照GB/T13663做型式試驗(yàn)，其性能指標(biāo)完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。HDPE管在金屬礦山領(lǐng)域主要用于輸送礦渣和廢水，這對管材的耐磨性能提出了更高的要求。在相同的試驗(yàn)條件下，管材的質(zhì)量損耗越低，則其耐磨性能就越好。具體生產(chǎn)時(shí)，可在現(xiàn)有擠出機(jī)上安裝了小型混料機(jī)，小型混料機(jī)用來添加耐磨組分，主擠出機(jī)用來擠出HDPE原料。小型混料機(jī)側(cè)面貼有混料機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速和主擠出機(jī)擠出速度之間的匹配換算公式，普通生產(chǎn)人員即可依此調(diào)整混料機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速。設(shè)定主機(jī)擠出的擠出量保持不變，通過調(diào)整小型混料機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速，來實(shí)現(xiàn)添加不同質(zhì)量百分比的耐磨組分PEA0447061，以填充改性的方式生產(chǎn)出含有不同比例的PEA0447061的HDPE管。需要注意的是，除非另有說明，本申請使本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法，其特征在于，是將耐磨組分與聚乙烯以熔融共混的方式生產(chǎn)管材，其中，按照質(zhì)量百分比為2％～6％的比例添加耐磨組分。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種提高聚乙烯管耐磨性能的方法，其特征在于，是將耐磨組分與聚乙烯以熔融共混的方式生產(chǎn)管材，其中，按照質(zhì)量百分比為2％～6％的比例添加耐磨組分。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐磨組分的添加比例為2％、3％、4...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：崔瑩，張圣博，危迎春，陰海宗，崔陽，張冬梅，劉思強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：亞大塑料制品有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：河北;13