專利名稱：一種組合物、用組合物生產的大口徑雙壁波紋管以及生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種塑料管材，特別是涉及一種大口徑的雙壁波紋管、用于生產大口 雙壁波紋管的組合物以及大口徑雙壁波紋管的生產工藝。
背景技術：
由于環境、能源、衛生性等要求，以塑料管材代替傳統管材(如鑄鐵管、鍍鋅鋼管、 混凝土管、粘土管等)已成為共識。在塑料管材的使用中，排水管道系統是應用量最大的。 在此領域.所使用的塑料管道主要包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)管道，其 他還有玻璃鋼夾紗管、玻璃纖維增強PP管等；其中，PVC管道的用量占絕對優勢，約占60% 以上。但在近幾年。發達國家的管道應用實踐表明無論是給水管道還是排水管道，聚烯烴 管材的發展速度超過PVC管材。聚烯烴管道今后將逐漸占主導地位，特別在大口徑實壁管 和結構壁管系統。嵌段共聚聚丙烯(PP-B)管道系統由于具有良好的機械性能、優良的耐化學藥品 性能和長期使用壽命等，因此在發達國家該管道廣泛應用于埋地排水、下水管道系統，室內 污廢水系統.電纜防護和導管系統。特別是新一代剛性PP-B材料的開發.更加滿足了排水 管道對材料的剛性要求.與高密度聚乙烯(HDPE)相比，PP-B材料具有高的剛性、較好的抗 沖擊性能和較輕的質量，同時，低MI的PP-B在排水管方面具有良好的抗裂縫性能和良好的 耐高溫性能，使得PP-B管道在40°C條件下具有使用100年的預期壽命，進一步增強了 PP-B 管道在排水領域中的競爭能力。目前，聚烯烴排水管道已經成為市場熱點，但是，作為主要品種的雙壁波紋管，國 內各生產企業目前都在使用高密度聚乙烯(HDPE)。中國專利200810182502. 5公開了一種用于生產聚丙烯雙壁加筋波紋管的共聚物 及其制備方法。中國專利200410065143. 7公開了大口徑聚丙烯雙壁波紋管組合物。上述兩件專利所公開的技術方案都是針對聚丙烯雙壁加筋波紋管，并未具體涉及 到嵌段共聚聚丙烯(PP-B)雙壁波紋管。故，如何利用剛性更高、性能更為優異PP-B材料來生產埋地排污用大口徑雙壁波 紋管是本領域亟需解決的問題。
發明內容
針對上述現有埋地排污用大口徑雙壁波紋管沒有利用PP-B材料來生產的現象， 本發明主要解決以下三個技術問題(1)提供一種用于生產埋地排污用大口徑PP-B雙壁波紋管的組合物；(2)提供一種埋地排污用大口徑PP-B雙壁波紋管；(3)提供一種用于生產埋地排污用大口徑PP-B雙壁波紋管的工藝。
為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案一種組合物，該組合物包括以下組分和重量份嵌段共聚聚丙烯(PP-B)60-80份增強改性母料30-40份加工改性劑1-3份抗沖改性材料5-10份PPA0-3 份增容劑0-1. 5份顏料0-2 份。所述嵌段共聚聚丙烯(PP-B)彈性模量為1300-1900MPa，熔融指數為 0.1-0. 3g/10min。所述增強改性母料的增強填料為1250-3000目的滑石粉，硅含量大于55，還包括 分散助劑和偶聯劑。所述加工改性劑為一種聚丙烯酸酯類的高分子材料。所述抗沖改性材料為EVA。所述增容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。大口徑雙壁波紋管，所述雙壁波紋管由以下組分和重量份的組合物形成嵌段共聚聚丙烯(PP-B)60-80份增強改性母料30-40份加工改性劑1-3份抗沖改性材料5-10份PPA0-3 份增容劑0-1. 5份顏料0-2 份。所述雙壁波紋管的波形結構中波高12mm-90mm，波峰之間的節距33. 8mm-203mm。大口徑雙壁波紋管的生產工藝，該工藝基于雙壁波紋管的生產設備實施，所述工 藝包括如下步驟(1)將各組分按一定的重量比進行配料，混合；(2)利用熱風對混合后的物料進行干燥預熱；(3)將干燥預熱后的物料分別輸送至用于擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進 行塑化擠出，并模壓成型為雙壁波紋管；(4)待模壓成型的雙壁波紋管冷卻定型后，進行定長切割。所述步驟(2)在物料混合后輸送至過渡料倉備用，生產使用時，提前1-1.5小時進 行干燥預熱。所述步驟(2)將混合后的物料預熱至80 0C -90 °C。所述步驟(3)中以400_1000kg/小時的速度輸送干燥預熱后的物料。所述步驟(3)中塑化擠出的物料溫度為210°C -250°C。所述步驟(3)是采取連續擠出，在線擴口一次成型的方式形成雙壁波紋管，并且 在擴口段的實際成型速度與成型機初始設定值的百分比大于100，以減小擴口段的用料量。
所述步驟(4)中在模壓成型的雙壁波紋管的溫度< 40°C時，進行定長切割。本發明提供的組合物采用高剛性嵌段共聚聚丙烯(PP-B)材料，加入專用的增強 改性母料和各種助劑，能夠用于生產比目前大量使用的HDPE雙壁波紋管具有更高強度，綜 合性能更優異的大口徑PP-B雙壁波紋管，該雙壁波紋管可用于埋地排污。本發明提供的大口徑PP-B雙壁波紋管，有效解決了如聚氯乙烯管材熱穩定性、抗 沖擊性差，加工流動性低，很難生產大于600mm以上的大口徑管材的問題，以及聚乙烯管 材，材料彈性模量系數低，抗壓強度差，耐高溫差，在高溫環境易變形，施工不便，易漏水的 問題。更為主要的是，與聚乙烯管材相比，相同強度的管材節約材料近30%，生產成本大大 降低，并可以開發出強度要求更高的管材。本發明提供的管材生產工藝是采取連續擠出，在線擴口一次成型的方法加工而成 的管材，該生產工藝在可在原有生產HDPE雙壁波紋管的生產設備上進行，無需增加生產設 備的成本；該工藝較HDPE雙壁波紋管生產工藝并不復雜，容易實現，并且能夠生產形成優 質的大口徑PP-B雙壁波紋管。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。
圖1為本發明生產形成的雙壁波紋管。圖2為本發明提供的生產工藝流程圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。本發明提供的用于生產埋地排污用大口徑PP-B雙壁波紋管的組合物，包括以下 組分和重量份嵌段共聚聚丙烯(PP-B)60-80 份
增強改性母料30-40 份
加工改性劑1-3份
抗沖改性材料5-10 份
PPA0-3份
增容劑0-1. 5 份
顏料0-2份
其中嵌段共聚聚丙烯(PP-B)彈性模量為1300-1900MPa，熔融指數為
0.1-0. 3g/10min。增強改性母料的增強填料為1250-3000目的滑石粉，硅含量大于55，還包括必要 的分散助劑和偶聯劑。加工改性劑為一種高分子材料，其作用和目的為改善PP-B用于生產大口徑波紋 管存在的剪切變稀和熔垂現象，以得到壁厚均勻，有足夠強度便于吹脹成型的管坯，一般為 聚丙烯酸酯類。抗沖改性材料為EVA。
增容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。基于上述組合物，在具體實施時，首先根據內外壁配方、色澤要求按一定重量比進 行配料，各實施例的重量份如表1 表 1 其生產工藝參數如表2所示表 2 說明1、長度指的是成型模塊在移動過程相對于模具的位置，如圖1所示，將一根 管材按擠出方向，根據結構和成型要求的不同，依次分為8個部分，為長度L1-L8。對于不同 規格的管材，長度L1-L8的位置是變化的。
2、速度指的是實際成型速度與成型機初始設定值的百分比。在進行速度設定時， 若采用PE材料，由于其強度低，受力或高溫時擴口易變形，所以，擴口一般做的較厚、重，故 在擴口段(如L2-L5)設定的速度很慢，均小于100;若采用PP-B材料，由于其強度高，耐高 溫特點，在擴口段(如L4)，可采用大于100的速度設定，這樣能夠減少相應的用料。3、氣壓指的并不是準確的進氣壓力，是由一比例閥調節后的間層氣壓力與供氣系 統氣壓之間的換算值。將表1中所列實施例1-3給出的組合物根據表2所示的工藝參數生產的相應的大 口徑PP-B雙壁波紋管的檢驗結果表3所示表3 由表3可知，利用上述組合物完全能夠生產出完全合格的，并且比目前大量使用 的HDPE雙壁波紋管具有更高強度，綜合性能更優異的大口徑PP-B雙壁波紋管，同時該雙壁 波紋管可用于埋地排污。由于PP-B材料的強度很高，采用HDPE雙壁波紋管相似的波形結構生產的管材環 剛度遠高于標準要求，不能完全體現PP-B材料的成本優勢，所以，PP-B雙壁波紋管采用不 同于HDPE雙壁波紋管波形結構，其各種規格的波形結構參數如表4所示(參見圖1)表 4 以上表格僅列出兩項主要參數，并不包括全部的波形參數設計內容。本發明提供的PP-B雙壁波紋管與原有HDPE雙壁波紋管的材料消耗對比，如表5 所示表 5 從表5可知，本發明提供的PP-B雙壁波紋管與聚乙烯管材(表5中的HDPE雙壁 波紋管)相比，生產相同強度的管材節約材料近30%，生產成本大大降低，并可以開發出強 度要求更高的管材。參見圖2，本發明提供一種大口徑PP-B雙壁波紋管的生產工藝，該工藝基于雙壁 波紋管的生產設備實施，該工藝采取連續擠出，在線擴口一次成型的方法加工而成的管材， 其包括如下步驟(1)將各組分按一定的重量比進行配料，然后將配好的原料在混合機混合；(2)將混合后物料輸送至過渡料倉備用，生產使用時，提前1-1. 5小時進行干燥預熱。(3)將充分干燥后的物料(溫度為80°C -90°C )輸送至由兩臺單螺桿擠出機、成型 模具和波紋管成型機組成的生產線上，其中充分干燥后的物料以400-1000kg/小時的速度 輸至用于擠出雙壁波紋管內、外壁的擠出機中；(4)擠出機對加入的物料進行塑化擠出，其達到的溫度為210°C -250°C ；(5)將塑化擠出的物料在真空狀態下模壓成型為雙壁波紋管，該步驟采取連續擠 出，在線擴口 一次成型的方式形成雙壁波紋管，并且在擴口段的實際成型速度與成型機初 始設定值的百分比大于100，以減小擴口段的用料量；(6)由輔機將成型的雙壁波紋管冷卻定型，并在雙壁波紋管的溫度≤40°C時，進 行噴碼標識和定長切割等工作得到成品。該工藝所涉及到的生產設備、模具與HDPE雙壁波紋管材基本相同，已為業內技術 人員所熟知，在此不再贅述。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
一種組合物，其特征在于，所述組合物包括以下組分和重量份嵌段共聚聚丙烯60-80份增強改性母料 30-40份加工改性劑1-3份抗沖改性材料 5-10份PPA 0-3份增容劑0-1.5份顏料 0-2份。
2.根據權利要求1所述的一種組合物，其特征在于，所述嵌段共聚聚丙烯彈性模量為 1300-1900MPa，熔融指數為 0. 1-0. 3g/10min。
3.根據權利要求1所述的一種組合物，其特征在于，所述增強改性母料的增強填料為 1250-3000目的滑石粉，硅含量大于55，還包括分散助劑和偶聯劑。
4.根據權利要求1所述的一種組合物，其特征在于，所述加工改性劑為一種聚丙烯酸 酯類的高分子材料。
5.根據權利要求1所述的一種組合物，其特征在于，所述抗沖改性材料為EVA。
6.根據權利要求1所述的一種組合物，其特征在于，所述增容劑為馬來酸酐接枝聚丙火布。
7.用組合物生產的大口徑雙壁波紋管，其特征在于，所述雙壁波紋管由以下組分和重 量份的組合物形成嵌段共聚聚丙烯60-80份增強改性母料30-40份加工改性劑1-3份抗沖改性材料5-10份PPA0-3份增容劑0-1. 5份顏料0-2份。
8.根據權利要求7所述的用組合物生產的大口徑雙壁波紋管，其特征在于，所述雙壁 波紋管的波形結構中波高12mm-90mm，波峰之間的節距33. 8mm-203mm。
9.大口徑雙壁波紋管的生產工藝，該工藝基于雙壁波紋管的生產設備實施，其特征在 于，所述工藝包括如下步驟(1)將各組分按一定的重量比進行配料，混合；(2)利用熱風對混合后的物料進行干燥預熱；(3)將干燥預熱后的物料分別輸送至用于擠出雙壁波紋管內外壁的擠出機中，進行塑 化擠出，并模壓成型為雙壁波紋管；(4)待模壓成型的雙壁波紋管冷卻定型后，進行定長切割。
10.根據權利要求9所述的大口徑PP-B雙壁波紋管的生產工藝，其特征在于，所述步驟 (2)在物料混合后輸送至過渡料倉備用，生產使用時，提前1-1. 5小時進行干燥預熱。
11.根據權利要求9所述的大口徑PP-B雙壁波紋管的生產工藝，其特征在于，所述步驟 (2)將混合后的物料預熱至80°C -90°C。
12.根據權利要求9所述的大口徑PP-B雙壁波紋管的生產工藝，其特征在于，所述步驟 (3)中以400-1000kg/小時的速度輸送干燥預熱后的物料。
13.根據權利要求9所述的大口徑PP-B雙壁波紋管的生產工藝，其特征在于，所述步驟 (3)中塑化擠出的物料溫度為210°C -250°C。
14.根據權利要求9所述的大口徑PP-B雙壁波紋管的生產工藝，其特征在于，所述步驟(3)是采取連續擠出，在線擴口一次成型的方式形成雙壁波紋管，并且在擴口段的實際成型 速度與成型機初始設定值的百分比大于100，以減小擴口段的用料量。
15.根據權利要求9所述的大口徑PP-B雙壁波紋管的生產工藝，其特征在于，所述步驟(4)中在模壓成型的雙壁波紋管的溫度<40°C時，進行定長切割。
全文摘要
本發明公開了一種組合物、用組合物生產的大口徑雙壁波紋管以及生產工藝，其中組合物包括嵌段共聚聚丙烯60-80份、增強改性母料30-40份、加工改性劑1-3份、抗沖改性材料5-10份、PPA 0-3份、增容劑0-1.5份、顏料0-2份；大口徑雙壁波紋管通過上述物料制成，其相應的生產工藝如下(1)配料、混合；(2)干燥預熱；(3)塑化擠出，并模壓成型；(4)冷卻定型。本發明采用高剛性嵌段共聚聚丙烯材料，加入專用的增強改性母料和各種助劑，采取連續擠出，在線擴口一次成型的方法加工而成的管材，能提供一種較目前大量使用的HDPE雙壁波紋管具有更高強度，綜合性能更優異的管材。
文檔編號C08L33/04GK101885892SQ20101023170
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者劉良斌, 張建均, 徐亦炯 申請人:上海公元建材發展有限公司