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    一種超韌聚乙烯通信管及其制備方法技術
    
                            
    技術編號：40428471 閱讀：27 留言：0更新日期：2024-02-20 22:49
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術涉及通信管技術領域，公開了一種超韌聚乙烯通信管及其制備方法，超韌聚乙烯通信管包括以下質量份數的原料：高密度聚乙烯80?90份、含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物30?40份、增韌劑1.7?2份、填料5?15份、硅烷偶聯劑2?5份、抗氧化劑1?2份和潤滑劑1.1?3份。本發明專利技術的聚乙烯通信管具有強度高、超韌、抗沖擊的優點，能夠滿足聚乙烯通信管在復雜環境和地形條件的施工需求。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及通信管道，尤其涉及一種超韌聚乙烯通信管及其制備方法。

    技術介紹
    1、通信管，即地下通信線纜保護管主要安裝在通信線纜與電力線交叉的地段，防止電力線發生斷線造成短路事故，引起通訊通信線纜和鋼絲繩帶電，以保護通信線纜、交換機、機芯板，以至整機不被燒壞，對電力線磁場干擾也起到一定的隔離作用，是現代線纜鋪設工程中常用的管道。
    2、聚乙烯作為應用最為廣泛通用塑料之一，具有質量輕、低成本、無味無毒、化學穩定性和加工性能好等特點，被廣泛應用于薄膜、管材和中空容器等領域。聚乙烯通信管具有較好的抗拉、抗壓強度，耐腐蝕性優良且價格便宜的優點，適宜作為通信管材，但現有的聚乙烯通信管材普遍具有韌性不足的缺陷，嚴重影響其使用壽命。
    3、專利申請號為201510476428.8的中國專利技術公開的“一種高強度聚乙烯通信管材”由以下質量份的原料組成：高密度聚乙烯25-30、二甲苯7-9、氯乙烯共聚合樹脂18-20、乙丙橡膠10-12、乙基纖維素5.4-6.2、納米級硅藻土1.5-2.5、聚丙烯成核劑1.2-1.8、鋁粉2.5-4.5、聚氨酯類增稠劑0.2-0.4、納米級氫氧化鋁0.8-1.5、色母4-6；該方案雖然解決了通信管材的低溫脆性、耐磨性、耐腐蝕性、抗老化性、耐熱性、加工性、阻燃性等問題。但是該聚乙烯通信管材存在加工流動性低、韌性差等問題，通信管道需要能夠適應各種復雜的環境和地形條件，例如，在山區或復雜地形的地區，通信管道需要能夠承受較大的壓力和彎曲變形。

    技術實現思路
    <p>1、有鑒于此，本專利技術的目的是提供一種超韌聚乙烯通信管及其制備方法，能夠克服韌性不足的缺陷，提高通信管韌性和抗沖擊能力，從而提高通信管的使用壽命，滿足復雜環境和地形條件的需求。
    2、本專利技術通過以下技術手段解決上述技術問題：
    3、一種超韌聚乙烯通信管，包括以下質量份數的原料：高密度聚乙烯80-90份、含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物30-40份、增韌劑1.7-2份、填料5-15份、硅烷偶聯劑2-5份、抗氧化劑1-2份和潤滑劑1.1-3份。
    4、進一步，所述超韌聚乙烯通信管，按質量份數包括以下的原材料：高密度聚乙烯85份、含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物35份、增韌劑1.85份、填料10份、硅烷偶聯劑3.5份、抗氧化劑1.5份和潤滑劑2.5份。
    5、將高密度聚乙烯為原料，同時添加含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物，可以使通信管的韌性得到提升，加入填料，改善通信管的韌性和強度。加入硅烷偶聯劑，可以改善各原材料的相容性，從而提高通信管的性能。抗氧化劑的加入，可以延長通信管的使用壽命，防止通信管在加工和使用過程中氧化變質。最后加入潤滑劑，可以在加工過程中改善原料的流動性，使加工更加容易，同時也能使制得的通信管表面光潔度更高，更易脫膜，提高生產效率。
    6、進一步，所述含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物包含以下質量份數的原料：35-45份常規聚乙烯、55-65份聚烯烴彈性體、4-6份改性碳納米管、0.2-3份引發劑，引發劑包括過氧化二異丙苯和三烯丙基異氰酸酯。
    7、進一步，所述含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物的制備方法，包括以下步驟：a1：在密煉機中，在100-130℃的加熱條件下，將聚乙烯緩慢加熱至熔融狀態；
    8、a2：當聚乙烯完全熔融后，將聚烯烴彈性體逐步加入到密煉機中，得到第一混合物；
    9、a3：將引發劑以適當的比例加入到密煉機中，與第一混合物進一步混合均勻，得到第二混合物；
    10、a4：在第二混合物中加入改性碳納米管，放入超聲波振動設備對第二混合物和碳納米管進行超聲波分散處理，得到第三混合物；
    11、a5：先將第三混合物進行高壓均質處理，然后在溫度155-165℃、轉速55-65r/min的條件進行共混25-30min，制得所述含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物。
    12、聚乙烯為核，聚烯烴彈性體為殼的核殼結構使得含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物相容性更好，界面結合力更強，可以增加彈性體材料的分子鏈之間的作用力，可以使得彈性體材料的整體分子結構和聚集態變得更加有序和穩定，從而提高彈性體的韌性和耐用性。
    13、將改性碳納米管與高密度聚乙烯基材直接復合的工藝步驟簡單，但由于改性碳納米管的表面與高密度聚乙烯的結合較差，容易形成團聚，不易得到穩定，韌性好的聚乙烯通信管。首先通過將改性碳納米管先交聯在含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物上，碳納米管均勻分散在含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物，再將高密度聚乙烯與含有碳納米管的含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物反應，能夠協同增強強度和韌性，有利于改善改性碳納米管的分散性，解決改性碳納米管的團聚問題，交聯的改性碳納米管加強了含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物的緊密性。
    14、進一步，所述改性碳納米管的制備方法，包括以下步驟：先將碳納米管加入混酸溶液中，經過超聲分散后，在105-115℃下回流6h，再經過洗滌、過濾、烘干之后制得酸化碳納米管。然后將酸化碳納米管和甲基丙烯酸加入甲苯溶劑中，經過超聲分散后，在55-65℃下回流6h，經過洗滌、過濾、烘干后制得改性碳納米管。
    15、進一步，混酸溶液組成為濃硫酸和濃硝酸，濃硫酸和濃硝酸的體積比例為3:1，酸化碳納米管和甲基丙烯酸質量份比為1.5:1。
    16、硫酸主要與碳納米管表面的碳原子發生反應，形成羧基官能團；而硝酸則主要與碳納米管表面的雙鍵發生反應，形成硝基官能團。羧基和硝基等活性基團的存在可以提高碳納米管的親水性和化學反應性，有利于改善其分散性和界面結合力。甲基丙烯酸是一種常見的單體，具有不飽和雙鍵，可以與其它分子或基體發生加成反應。當甲基丙烯酸與酸化碳納米管表面發生反應時，不飽和雙鍵可以與碳納米管表面的羧基和硝基等活性基團發生反應，形成新的支鏈。這些支鏈可以填充在碳納米管之間的空隙中，從而提高通信管的力學性能和熱穩定性。
    17、進一步，所述增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯化聚乙烯和乙丙橡膠中的任一種，所述填料為碳酸鈣、硅酸鈣和滑石粉中的任一種，所述的硅烷類偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
    18、進一步，所述抗氧化劑為抗氧劑1076、抗氧劑3114、抗氧劑ca中的一種或多種，所述潤滑劑為石蠟-硬脂酸潤滑劑、乙烯基雙硬脂酰胺的一種或多種。
    19、進一步，一種超韌聚乙烯通信管的制備方法，包括以下步驟，s1、將高密度聚乙烯熔融，在攪拌狀態下加入增韌劑、填料、硅烷偶聯劑、抗氧化劑和潤滑劑，攪拌均勻，得到第一混合物；
    20、s2、將第一混合物與含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物混合均勻，然后投入到雙螺桿擠出機中擠出，得到聚乙烯通信管材料；
    21、s3、將聚乙烯通信管材料轉入成型機中，擠出、定徑、牽引、冷卻定型，得到超韌聚乙烯通信管。
    22、進一步，所述步驟s本文檔來自技高網...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，包括以下質量份數的原料：高密度聚乙烯80-90份、含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物30-40份、增韌劑1.7-2份、填料5-15份、硅烷偶聯劑2-5份、抗氧化劑1-2份和潤滑劑1.1-3份。
    2.根據權利要求1所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，按質量份數包括以下的原材料：高密度聚乙烯85份、含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物35份、增韌劑1.85份、填料10份、硅烷偶聯劑3.5份、抗氧化劑1.5份和潤滑劑2.5份。
    3.根據權利要求1所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物包含以下質量份數的原料：35-45份常規聚乙烯、55-65份聚烯烴彈性體、4-6份改性碳納米管、0.2-3份引發劑，引發劑包括過氧化二異丙苯和三烯丙基異氰酸酯。
    4.根據權利要求3所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物的制備方法，包括以下步驟：
    5.根據權利要求4所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述改性碳納米管的制備方法，包括以下步驟：先將碳納米管加入混酸溶液中，經過超聲分散后，在105-115℃下回流6h，再經過洗滌、過濾、烘干之后制得酸化碳納米管；然后將酸化碳納米管和甲基丙烯酸加入甲苯溶劑中，經過超聲分散后，在55-65℃下回流6h，經過洗滌、過濾、烘干后制得所述改性碳納米管。
    6.根據權利要求5所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，混酸溶液組成為質量分數98％濃硫酸和質量分數68％濃硝酸，濃硫酸與濃硝酸的體積比例為3:1，酸化碳納米管和甲基丙烯酸質量份比為1.5:1。
    7.根據權利要求1所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯化聚乙烯和乙丙橡膠中的任一種，所述填料為碳酸鈣、硅酸鈣和滑石粉中的任一種，所述的硅烷類偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
    8.根據權利要求1所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述抗氧化劑為抗氧劑1076、抗氧劑3114、抗氧劑CA中的一種或多種組合，所述潤滑劑為石蠟-硬脂酸潤滑劑、乙烯基雙硬脂酰胺的一種或多種組合。
    9.一種如權利要求1-8任一項所述的超韌聚乙烯通信管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟，
    10.根據權利要求7所述的一種超韌聚乙烯通信管的制備方法，其特征在于，所述步驟S1的熔融溫度為120-180℃，所述S2擠出機的溫度分布為：一區：150-165℃，二區：170-175℃，三區：170-180℃，四區：170-185℃，模具溫度為180-195℃，螺桿轉速10-15轉/分鐘，熔體壓力為25-40MPa。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，包括以下質量份數的原料：高密度聚乙烯80-90份、含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物30-40份、增韌劑1.7-2份、填料5-15份、硅烷偶聯劑2-5份、抗氧化劑1-2份和潤滑劑1.1-3份。
    2.根據權利要求1所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，按質量份數包括以下的原材料：高密度聚乙烯85份、含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物35份、增韌劑1.85份、填料10份、硅烷偶聯劑3.5份、抗氧化劑1.5份和潤滑劑2.5份。
    3.根據權利要求1所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物包含以下質量份數的原料：35-45份常規聚乙烯、55-65份聚烯烴彈性體、4-6份改性碳納米管、0.2-3份引發劑，引發劑包括過氧化二異丙苯和三烯丙基異氰酸酯。
    4.根據權利要求3所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述含碳納米管的聚乙烯/聚烯烴彈性體組合物的制備方法，包括以下步驟：
    5.根據權利要求4所述的一種超韌聚乙烯通信管，其特征在于，所述改性碳納米管的制備方法，包括以下步驟：先將碳納米管加入混酸溶液中，經過超聲分散后，在105-115℃下回流6h，再經過洗滌、過濾、烘干之后制得酸化碳納米管；然后將酸化碳納米管和甲基丙烯酸加入甲苯溶劑中，經過超聲...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：裘楊燕，周月珍，章振華，齊姝妲，王進，
    
        申請(專利權)人：杭州聯通管業有限公司，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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