本發明屬于工業應用高分子材料領域,涉及一種柔性復合內襯管材。
背景技術:
金屬管道作為石油、天然氣、煤氣、液化氣等能源性介質最主要的輸送媒體,常年深埋于地下,受到了來自輸送介質、土壤、微生物以及外部大氣等環境條件的腐蝕作用。特別是輸油管道,由于輸送的原油礦化度高,含有二氧化碳、硫化氫等腐蝕性介質,腐蝕穿孔情況尤為突出,盡管采用了多種防腐措施,如:加入緩蝕劑、陰極保護和內外涂層保護等,但隨著時間的推移,腐蝕和腐蝕引起的強度降低、坑蝕穿孔很難避免,這些缺陷的存在將會降低金屬管道運行的安全性,使其出現泄漏、被迫降壓輸送等現象,甚至發生爆裂,造成重大損失。目前,針對含缺陷舊金屬管道的修復,已經開發出多種修復方法。不同的修復方法具有不同的特點,其中焊接補疤、套袖或更換管段等傳統的修復補強方法國內外應用十分普遍,但成本較高,且會帶來一系列影響管道安全運行和經濟效益的問題;而新開發的一些方法,如穿插法修復方法,由于國外對其關鍵工藝環節采取技術保護的原因,國內該領域面臨資料信息缺乏、研究時間短、實踐經驗少的問題,未能在工程上大規模推廣應用。我國管道修復領域所面臨的形勢也十分嚴峻。
國內在役的長輸管道許多已經運行二十幾年以上,逐漸達到了壽命的終點,因而需要對其進行修復或者更換成新管道。換管道存在成本高、周期長、需全線停止輸送、對環境破壞大等一系列不利因素;而傳統的修復技術動用大量設備,挖溝占地,既不現實又耗時費錢,不利于環保;如果管道位于道路下方,路面的挖掘會造成交通的阻塞,同時,“還土”后易產生地面沉降,鋪完瀝青后,與原路面不能無界限結合,痕跡醒目,道路的外觀和結合受到破壞,降低了使用壽命。因此,研究既經濟又有效的舊管道“不開挖修復技術”極為重要。
迄今為止,不開挖管道修復技術大致可分為三大類:一是管內涂布法,二是軟管翻襯法,三是塑料管穿插法。管內涂布法一般采用聚合物、水泥砂漿及原漿涂料等材料,又摻入各種化學材料,使襯里滿足多種介質的防腐要求。軟管翻襯法將樹脂及固化劑浸漬在翻轉軟管中,碾壓均勻后,通過水壓或氣壓等動力翻轉置入待修復的舊管道中。將管道里的水加熱,待膠黏劑固化后,使熱固性樹脂系統硬化成一個“管中管”。
穿插HDPE管法修復舊管道技術目前最常采用的方法。分為等徑縮徑(O型)和U型穿插法兩種,HDPE管穿插修復技術是把外徑大于(O型)或略小于(U型)待修復管道內徑的高密度聚乙烯內襯管,通過專用縮徑設備,將內襯管變為O型或U型,并將內襯管的橫截面縮小10-30%,通過纏繞定型、牽引拉入、外力恢復等過程使襯管緊緊的與管道內壁結合在一起,從而形成對舊管道的內襯修復,最大限度地避免了對原有管道直徑的縮小,避免了大管換小管,使得在原有管線輸送能力不降低的情況下得以更新。然而,該項技術的缺點:其一,一次修復距離小于1000米,不能穿越彎頭;其二,HDPE在天然氣的開采運輸過程中也有使用溫度的問題。煤礦或油礦的深度每增加100m,井下溫度就會提高約2℃,兩者直接是一種進線性的變化關系。HDPE管材的蠕變模量又隨溫度的升高而急劇降低,這會導致管材在使用時發生較大的變形,以至于失穩破壞。這樣使得HDPE管材表現出環剛度降低,熱穩定性差,對高溫介質輸送管道和井下施工作業極為不利。由此可知,如何提高一次穿插距離及穿越彎頭的能力,提高HDPE管材的耐熱性已成為必須。且這種穿插管材是由三層管材組合而成,具有耐高溫、耐腐蝕、一次穿插距離達到2000米以上,連續穿越多個彎頭的能力。
尼龍(PA)在機械強度、維卡軟化點、耐熱性能和耐磨損性等方面均好于HDPE。通過PA的少量加入,HDPE板材的耐熱性與剛性均可得以提高。純PA與HDPE熔體的相容性極差,這導致產品的各項物理性能下降。田麗等將PA6和PE-g-MAH加入HDPE板材,使制品的耐熱溫度由120℃提高25%以上,拉伸強度與斷裂延伸率也較沒有添加相容劑時有很大提高。
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的耐熱性很高,何慧等將PET與HDPE進行共混。因二者完全不相容,采用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和乙烯-丙烯酸酯(EAA)對體系增容。雖然EVA與EAA自身的VSP都在100℃以下,對共混物的耐熱性有一些影響,但共混物整體的VSP還是比純HDPE提高了20%。耐熱性最好的一組配方是HDPE/PET/EAA=75/25/5,該配比下的VST為126.5℃。李海等在一次擠出的情況下將甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)用過氧化二異丙苯與HDPE交聯,制備了HDPE-g-GMA作為增容劑,成功的原位增容了HDPE/PET。該方法使共混物的拉伸強度提高,體系相容性變好,VSP由純HDPE的84.6℃提高到了92.8℃。
采用填充、共混改性等方法,可以使HDPE力學性能得到較大幅度的提高。由于玻璃纖維(GF)具有價格低廉,容易獲取等優點,是應用最廣泛的材料之一。李新中等采用兩步法,先制備了含有30%玻璃纖維的HDPE母料,后再與HDPE混合,從而制備不同玻纖含量的共混物。其研究發現,在玻纖含量為30%的情況下,共混物的綜合力學性能最優。其中拉伸強度提高了2.5倍,VST與純HDPE相比,提高了6-7℃。Fu等人發現纖維和聚合物大分子會沿著流動方向取向,故在增強某些類型的塑料制品會有不足。如用其增強塑料管材,就對管材的周向強度的改善不是很明顯,不能滿足塑料管材的一些使用要求。張建富等設計了以玻璃纖維增強HDPE為原料的工字鋼纏繞結構壁管材。此管以HDPE管做母管,GF/HDPE做小方管,按設計間距用方管纏繞在母管外,作為中間層。把擠出的HDPE黏合在纏繞管上,作為最外層。后經定徑套成型、冷卻,終得成品管材。該管與普通HDPE管材相比,環剛度有很大提升,耐溫性能也有明顯提高。此管在符合井下用管要求的同時,比傳統HDPE管在同環剛度條件下的質量更輕。
王營營等人改變了碳纖維(CF)和GF的配比,分別來增強HDPE/PA6,經硅烷偶聯劑KH570處理纖維后,纖維可在PA6/HDPE復合材料基體中分布均勻,且無明顯的團聚現象出現。CF與GF兩種纖維,都使PA6/HDPE復合材料的拉伸性能與沖擊性能得到改善,但仍然以損失斷裂伸長率為代價。其中CF增強的效果要好于GF。但CF的價格較貴,在某些領域不適合于HPDE進行改性。
Kyung等人用擠出機熔融共混的方法制備了HDPE/MMT和HDPE/HDPE-g-MAH/MMT納米復合材料。對材料采用熱重分析的方法發現,當MMT含量為0.5、1和2phr時,5%的質量損失溫度為分別較純的HDPE增加了1℃、8℃和6℃。加入份數為MMT的10倍HDPE-g-MAH對體系增容后,5%的質量損失溫度分別增加了18℃、14℃和10℃。可見MMT對HDPE熱性能提高有利。項賽飛等人通過擠出機制備了有機蒙脫土(OMMT)插層的HDPE/PA6體系,當OMMT的用量為3份時,使得體系的力學性能達最佳,但若繼續增加OMMT時,超過7份,會發生連續相與分散相的反轉。高振濱等人用自制的OMMT,通過直接注射成型的方法制備了與HDPE/LLDPE的復合材料,研究發現在OMMT的含量為6%時綜合性能最好,此時該體系的拉伸模量、彎曲強度和熱變形溫度分別提高了60%、32.4%和11.1%。
滑石粉(Talcum,Talc)的理論晶胞分子式為3MgO·4SiO2·H2O,硬度低,對機械設備的損傷小。Talc價格較低,僅為塑料的10%-20%。在PE中加入Talc可提高耐熱性和剛性,降低制品的成型收縮率和成本等。許健南采用335目和1250目的Talc對HDPE進行改性,研究發現這兩種目數的Talc對HDPE的維卡軟化點影響顯著,但1250目較325目的Talc對HDPE的沖擊性能與加共性能的提高更有利。張新亞等人研究了通過改變雙螺桿擠出機的轉速來提高剪切力,使得Talc在與HDPE混合過程中分散更加均勻,且因HDPE的斷鏈產生自由基促進Talc與HDPE間的界面結合,且加入偶聯劑后,斷鏈產生的自由基又有助于偶聯劑與Talc的反應。但轉速有一最優值,過大轉速會使HDPE因過于斷鏈而降低其沖擊強度。于建和李文蓮等人的研究發現:單獨使用Talc填充HDPE時,因Talc的片狀的特點,使體系的拉伸強度提高但損失了沖擊性能;若單獨使用碳酸鈣填充HDPE,因碳酸鈣為近球形顆粒,使體系沖擊性能提高而損失了拉伸強度。而用Talc與碳酸鈣二者復配使用,則可同時提高HDPE的韌性與拉伸強度。
海泡石(Sepiolite,SEP)是一種微晶的水合鎂硅酸鹽,理論晶胞分子式為Si12O30Mg8(OH,F)4(H2O)4·8H2O,具有微纖維的形態,顆粒平均長度在2-10μm。SEP沿著纖維方向是塊狀體和通道交替生長的結構。其中的塊狀部分類似三明治的結構,兩層二氧化硅四面體中間夾層鎂與氧和氫氧化物配位成的八面體結構。海泡石110℃失去沸石水,200-380℃失去一半的配位水,400-700℃失去另一半的配位水,780℃以后開始脫羥基化,失結構水,且結構變得松散,變成頑火輝石和二氧化硅。劉開平等人認為因SEP的這三種水的排除,可以吸收大量的熱量,因此可以用SEP提高其他材料的熱分解溫度,提高耐熱性。他們將SEP填充不飽和聚酯與玻纖填充不飽和聚酯做對比,證明與SEP制得的一組復合材料的起始熱分解溫度最高,比純不飽和聚酯提高4.3%,且認為SEP添加量過少,不能起到提高耐熱性的作用,用量超過11%效果才明顯。
凹凸棒土(Attapulgite,AT),與SEP很相似,也是一種層狀的含鎂鋁硅酸鹽,理論晶胞的結構式為Si8Mg5O20[Al](OH)2(OH2)4·4H2O,用其改性HDPE耐熱性研究也有很多。錢運華等人,分別以凹凸棒土和碳酸鈣改性聚丙烯(PP),研究表明,AT可使PP的HDT提高20℃,提高幅度高于碳酸鈣改性的體系。
以木粉對HDPE等塑料的耐熱改性研究也很熱門。聶恒凱等人用木粉對回收的PP進行耐熱改性,使得PP的VST提高了13.3℃,但此時木粉的加入量較大。宋國君等人用木粉改性HDPE,并加入一定量的增容劑及潤滑劑,使得HDPE的HDT提高了約40℃。
中間層是一種纖維材料,它可以是:
芳綸全稱為"聚對苯二甲酰對苯二胺",英文為Aramid fiber是一種新型高科技合成纖維,具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優良性能,其強度是鋼絲的5~6倍,模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍,韌性是鋼絲的2倍,而重量僅為鋼絲的1/5左右,在560度的溫度下,不分解,不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能,具有很長的生命周期。芳綸的發現,被認為是材料界一個非常重要的歷史進程。
尼龍(Nylon)纖維學名為聚酰胺(polyamide)纖維,其原為杜邦公司所生產之聚己二酰己二胺之商品名,即一般通稱為尼龍六六(Nylon 66)。聚酰胺纖維最突出的優點為耐磨性較其它纖維優越,其次為它的彈性佳,其彈性回復率可媲美羊毛,還有其質輕,比重為1.14,在已商業化之合成纖維中,其僅次于聚丙烯(丙綸,比重小于1),而較聚酯纖維(比重1.38)輕,因此聚酰胺纖維可加工成細勻柔軟且平滑之絲,供織造成美觀耐用之織物,另其同聚酯纖維一樣具耐腐性,不怕蟲蛀,不怕發霉之優點。
錦綸是合成纖維nylon的中國名稱,翻譯名稱又叫“耐綸”、“尼龍”,學名為polyamide fibre,即聚酰胺纖維。由于錦州化纖廠是我國首家合成polyamide fibre的工廠,因此把它定名為“錦綸”。它是世界上最早的合成纖維品種,由于性能優良,原料資源豐富,一直被廣泛使用。他的優點有強力、耐磨性好,居所有纖維之首。它的耐磨性是棉纖維的10倍,是干態粘膠纖維的10倍,是濕態纖維的140倍。因此,其耐用性極佳。錦綸織物的彈性及彈性恢復性極好,但小外力下易變形,故其織物在穿用過程中易變皺折。通風透氣性差,易產生靜電。錦綸織物的吸濕性在合成纖維織物中屬較好品種,因此用錦綸制作的服裝比滌綸服裝穿著舒適些。有良好的耐蛀、耐腐蝕性能。耐熱耐光性都不夠好,熨燙溫度應控制在140℃以下。在穿著使用過程中須注意洗滌、保養的條件,以免損傷織物。錦綸織物屬輕型織物,在合成纖維織物中僅列于丙綸、腈綸織物之后,因此,適合制作登山服、冬季服裝等。
對于管用材料的外層我們一般選用管材級TPU,管材級TPU在室溫下,TPU可以在純水中使用幾年,且其性能沒有明顯的變化。但在80℃條件下,即使僅在水中浸泡幾周,其力學性能便會受到很大的影響。TPU的水解穩定性與軟段的結構有關,聚酯型TPU用碳化二胺進行保護后,耐水解性有所提高,聚醚酯型TPU和聚醚型TPU在高溫下的耐水解性要好于聚酯型TPU。隨著TPU硬度的增加,由于硬段具有憎水性,因此其水解穩定性也變得越來越好。TPU的耐油性能(如礦物油、柴油、潤滑油)優異。非極性溶劑如己烷、庚烷、石蠟油對于極性聚氨酯幾乎沒有任何作用,甚至在高溫條件下,聚氨酯在非極性溶劑中的溶脹也很小。TPU在氯代烴、芳香烴中會嚴重溶脹,且溶脹程度取決于聚氨酯的結構。聚酯型的比聚醚型溶脹要小,硬質的比軟質溶脹小。某些極性溶劑如四氫呋喃、酮或N,甲基甲酰胺能夠部分或完全溶解TPU。例如,軟質全熱塑性聚氨酯可以溶解在酮混合溶劑中,作為黏合劑使用。
聚氯乙烯(PVC)是一種價廉、性能優良、用途廣泛的熱塑性通用塑料。其應用非常廣泛,在建筑材料、工業制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。由于PVC所具有的特珠結構,決定了其具有良好的物理化學性能和生物學性能。使用PVC來改性聚氨酯使其具有更好的耐水性具有一定的效果。
技術實現要素:
為了克服現有技術的不足,本發明提供一種柔性復合內襯管材。尤其可用于是工業應用中的輸水、輸油材料。該材料可以保證在較高溫度和較大壓力條件下,材料本身沒有變化,耐溫性增加,力學性能變化不大,熱性能增加。
本發明提供了如下的技術方案:
一種柔性復合內襯管材,包括管材內層,所述管材內層材質為高密度聚乙烯材料,所述高密度聚乙烯材料包括重量份如下的各組份原料:
100份高密度聚乙烯樹脂;
1-10份無機納米粒子;
2-10份滑石粉、1-9份蒙脫土和1-10份海泡石中的一種或幾種;
1-20份尼龍6、1-20份尼龍66、1-20份聚對苯二甲酸乙二醇酯和1-20份玻纖中的一種或幾種;
1-20份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐為增容劑和/或1-20份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐為增容劑。
在上述方案中優選的是,所述管材內層材質為高密度聚乙烯材料,所述高密度聚乙烯材料包括重量份如下的各組份原料:
100份高密度聚乙烯樹脂;
5-6份所述無機納米粒子;
3-6份所述滑石粉、4-7份所述蒙脫土和5-8份所述海泡石中的一種或幾種;
5-10份所述尼龍6、5-10份所述尼龍66、5-10份所述聚對苯二甲酸乙二醇酯和5-10份所述玻纖中的一種或幾種;
5-15份所述高密度聚乙烯接枝馬來酸酐或5-15份所述乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐。
在上述任一方案中優選的是,所述高密度聚乙烯樹脂的重均分子量為10-20萬。
在上述任一方案中優選的是,所述無機納米粒子為納米氧化鋅和/或納米氧化鎂。
在上述任一方案中優選的是,所述滑石粉為400目。
在上述任一方案中優選的是,所述蒙脫土為800目。
在上述任一方案中優選的是,所述海泡石為400目。
在上述任一方案中優選的是,所述高密度聚乙烯接枝馬來酸酐(HDPE-g-MAH),接枝率0.8%。
在上述任一方案中優選的是,所述乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐(POE-g-MAH)接枝率0.8%。
在上述任一方案中優選的是,所述柔性復合內襯管材還包括中間層,所述中間層材質為纖維材料。
在上述任一方案中優選的是,所述纖維材料為芳綸玻纖或錦綸玻纖。
在上述任一方案中優選的是,所述柔性復合內襯管材還包括外層,所述外層材質為聚氨酯高分子材料。
在上述任一方案中優選的是,每100重量份聚氨酯高分子材料加入1-10重量份的聚氯乙烯。
在上述任一方案中優選的是,每100重量份聚氨酯高分子材料加入5-6重量份的的聚氯乙烯。
在上述任一方案中優選的是,每100重量份聚氯乙烯加入15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑。
鈣鋅穩定劑可以抑制或中和分解所放出的HCl氣體;所購買的鈣鋅穩定劑,由鈣鹽、鋅鹽、潤滑劑、抗氧劑等為主要組分采用特殊復合工藝而合成。它不但可以取代鉛鎘鹽類和有機錫類等有毒穩定劑,而且具有相當好的熱穩定性、光穩定性和透明性及著色力,應用在聚氯乙烯當中。
在上述任一方案中優選的是,每100重量份聚氯乙烯加入15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑。
在上述任一方案中優選的是,所述聚氨酯高分子材料選自聚氨酯3360A/粒料、聚氨酯NX-60A/粒料、聚氨酯TB-82AD/粒料、聚氨酯ER-80A/粒料、聚氨酯Bayer 60A/粒料、聚氨酯Bayer 70A/粒料和聚氨酯1085A/粒料中的一種或幾種。
在上述任一方案中優選的是,所述柔性復合內襯管材中所述內層高密度聚乙烯材料、所述中間層纖維材料和所述外層聚氨酯高分子材料的重量比為1:1.1:1.2。
本發明還提供所述柔性復合內襯管的制備方法為將各個組分在溫度210℃,壓力60MPa條件下熔融捏合。
該方法包括將用于制造本發明柔性復合內襯管用材料的組合物所包含的基體樹脂和其他組分的熔融捏合。在熔融捏合之前,有利的是將本發明涉及的組合物中的各個組分和任選的其他組分在混合器中混合均勻。實施熔融捏合的設備是常規的,可以提及開煉機、密煉機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機等。熔融捏合的溫度也是常規的,只要能將本發明聚氯乙烯材料的各個組分熔融捏合在一起即可。通常而言,高密度聚乙烯熔融捏合在220-250℃溫度和注塑壓力為60MPa下進行雙螺桿擠出和注塑,注塑時間為60s,注塑成不同的樣條后對其進行各種性能的測試與表征;聚氨酯熔融捏合在160-180℃溫度下進行擠出注塑,模溫控制在60℃左右,注射壓力為50MPa,注射時間為50s,然后進行性能測試與表征。
本發明還提供了所述柔性復合內襯管材用于制造管材。
在上述任一方案中優選的是,所述柔性復合內襯管材用于輸水、輸油、輸氣管材。
在上述任一方案中優選的是,所述柔性復合內襯管材用于工業上原油、天然氣、飲用自來水及污水輸送的用途。
用于制造本發明的柔性復合內襯修復管用材料的組合物包含高密度聚乙烯(管內),纖維(管中間),聚氨酯(管外)作為基礎樹脂,即基本組分。無機納米粒子提高耐溫性能的根本原因在于氧化鋅的加入,由于氧化鋅的半導體特性,使得當激發光子能量高于半導體帶隙能時,半導體就能吸收該光子的能量,使其耐溫性增加。滑石粉的理論晶胞分子式為3MgO·4SiO2·H2O,硬度低,對機械設備的損傷小,在PE中加入Talc可提高耐熱性和剛性,降低制品的成型收縮率和成本等。蒙脫土和滑石粉作用的機理相似,使其高密度聚乙烯耐溫性增加。SEP的可以吸收大量的熱量,因此可以用SEP提高其他材料的熱分解溫度,提高耐熱性。因為尼龍6在機械強度、維卡軟化點、耐熱性能和耐磨損性等方面均好于HDPE。PET的耐熱性很高,與高密度聚乙烯共混,可以增加共混物的耐溫性。增容劑能夠借助于分子間的鍵合力,促使不相容的兩種聚合物結合在一體,進而得到穩定的共混物。
本發明為柔性復合內襯管。尤其可用于是工業應用中的輸水、輸油材料。該材料可以保證在較高溫度和較大壓力條件下,材料本身沒有變化,耐溫性增加,力學性能變化不大,熱性能增加。本發明的產品經制造出來后,其內襯管的屈服強度為23MPa,斷裂伸長率大于500,均符合ISO標準,耐環境應力開裂>1000H,符合預期要求。
具體實施方式
為了進一步了解本發明的技術特征,下面結合具體實施例對本發明進行詳細地闡述。實施例只對本發明具有示例性的作用,而不具有任何限制性的作用,本領域的技術人員在本發明的基礎上做出的任何非實質性的修改,都應屬于本發明的保護范圍。
本發明內層原料可以任意優選為高密度聚乙烯(HDPE)牌號-YGH041,中國石化上海石油化工股份有限公司;尼龍6切片(PA6)相對粘度2.75,中國石油化工股份有限公司石家莊煉化分公司;尼龍66切片(PA66)相對粘度2.85,中國石油化工股份有限公司石家莊煉化分公司;來自無錫巨旺塑化材料有限公司的牌號為KJD-PET的PET;廊坊科亨玻璃纖維制品有限公司生產的科亨牌玻纖;海泡石(SEP)400目,河南省內鄉縣東風海泡石有限責任公司;滑石粉(Talc)800目QY-5800A,遼寧海城世京旗揚實業有限公司;蒙脫土400目河南省內鄉縣東風海泡石有限責任公司;納米粒子為山東東營大王生產的氧化鋅、氧化鎂。高密度聚乙烯接枝馬來酸酐(HDPE-g-MAH),接枝率0.8%,三井化學株式會社;乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐(POE-g-MAH),接枝率0.8%,南京曙光化工集團有限公司;本發明中間層原料可以任意優選為廊坊拓盛保溫材料有限公司生產的牌號為拓盛的芳綸玻纖;南通新帝克單絲科技股份有限公司生產的品質為優級的錦綸玻纖;本發明外層原料可以任意優選為3360A/粒料,德國拜耳公司;NX-60A/粒料,臺灣高鼎有限公司,TB-82AD/粒料,臺灣高鼎有限公司;ER-80A/粒料,邦泰高分子新材料有限公司;Bayer 60A/粒料,德國拜耳公司;Bayer 70A/粒料,德國拜耳公司;1085A/粒料,上海路博潤有限公司;聚氯乙烯,S-65/粉料,臺塑工業(寧波)有限公司。
在以下各實施例中,采用以下方法對所得管內和外混合材料進行如下性能測試:
拉伸性能測試:按GB/T 1040-2006測試樣品的拉伸性能,拉伸速度為50mm/min,溫度為25℃;
斷裂伸長率:拉斷伸長率按照GB/T 1040.1規定的試驗方法進行試驗;
剪切強度:依據標準編號為:GB/T 15598-1995進行測試
剝離強度:根據GB/T16491的標準進行剝離強度的測試
維卡軟化點測試:按照GB/T1633—2000標準,采用A120法進行測試,待測樣條大小為10mm×10mm×4mm,載荷10N,升溫速率120℃/h。
熱變形溫度測試:按GB/T1634.2-2004的標準,采用B法進行測試,平放試驗,待測樣條大小為80mm×10mm×4mm,升溫速率120℃/h,支架間距離為64mm,撓度0.34mm,彎曲應力0.45Mpa。
對比例1
將100重量份高密度聚乙烯經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例1
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,3重量份滑石粉,15重量份尼龍6,5重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例2
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,4重量份蒙脫土,10重量份尼龍6,8重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例3
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,5重量份海泡石,5重量份尼龍6,10重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例4
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,4重量份滑石粉,5重量份尼龍66,5重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例5
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,5重量份蒙脫土,10重量份尼龍66,8重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例6
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,6重量份海泡石,15重量份尼龍66,10重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例7
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,5重量份滑石粉,10重量份PET,6重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例8
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,6重量份蒙脫土,5重量份PET,7重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例9
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,7重量份海泡石,15重量份PET,9重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例10
將100重量份高密度聚乙烯與6重量份納米氧化鋅,6重量份滑石粉,5重量份玻纖,11重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1
實施例11
將100重量份高密度聚乙烯與6重量份納米氧化鋅,7重量份蒙脫土,10重量份玻纖,12重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例12
將100重量份高密度聚乙烯與6重量份納米氧化鋅,8重量份海泡石,15重量份玻纖,15重量份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例13
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,3重量份滑石粉,15重量份尼龍6,5重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例14
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,4重量份蒙脫土,10重量份尼龍6,8重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例15
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,5重量份海泡石,5重量份尼龍6,10重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例16
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,4重量份滑石粉,5重量份尼龍66,5重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例17
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,5重量份蒙脫土,10重量份尼龍66,8重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例18
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,6重量份海泡石,15重量份尼龍66,10重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例19
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鎂,5重量份滑石粉,10重量份PET,6重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例20
將100重量份高密度聚乙烯與6重量份納米氧化鎂,6重量份蒙脫土,5重量份PET,7重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例21
將100重量份高密度聚乙烯與5重量份納米氧化鋅,7重量份海泡石,15重量份PET,9重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例22
將100重量份高密度聚乙烯與6重量份納米氧化鋅,6重量份滑石粉,5重量份玻纖,11重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例23
將100重量份高密度聚乙烯與6重量份納米氧化鋅,7重量份蒙脫土,10重量份玻纖,12重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例24
將100重量份高密度聚乙烯與6重量份納米氧化鋅,8重量份海泡石,15重量份玻纖,15重量份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共混,經擠出機進行熔融擠出,注塑機進行注塑成試樣,對試樣進行性能測試,實驗測試結果見表1。
實施例25
將100重量的聚氨酯NX-60A與5重量份PVC(已添加15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑)進行共混,經擠出機熔融擠出,注塑機進行注塑后,對其力學性能進行直接測試,實驗結果見表2。
實施例26
將100重量的聚氨酯3360A與5重量份PVC(已添加15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑)進行共混,經擠出機熔融擠出,注塑機進行注塑后,對其力學性能進行直接測試,實驗結果見表2。
實施例27
將100重量的聚氨酯TB-82AD與5重量份PVC(已添加15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑)進行共混,經擠出機熔融擠出,注塑機進行注塑后,對其力學性能進行直接測試,實驗結果見表2。
實施例28
將100重量的聚氨酯ER-80A與5重量份PVC(已添加15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑)進行共混,經擠出機熔融擠出,注塑機進行注塑后,對其力學性能進行直接測試,實驗結果見表2。
實施例29
將100重量的聚氨酯Bayer60A與5重量份PVC(已添加15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑)進行共混,經擠出機熔融擠出,注塑機進行注塑后,對其力學性能進行直接測試,實驗結果見表2。
實施例30
將100重量的聚氨酯1085A與5重量份PVC(已添加15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑)進行共混,經擠出機熔融擠出,注塑機進行注塑后,對其力學性能進行直接測試,實驗結果見表2。
實施例31
將100重量的聚氨酯Bayer70A與5重量份PVC(已添加15重量份環氧大豆油和1.5重量份鈣鋅穩定劑)進行共混,經擠出機熔融擠出,注塑機進行注塑后,對其力學性能進行直接測試,實驗結果見表2。
實施例32
一種柔性復合內襯管材,包括管材內層,所述管材內層材質為高密度聚乙烯材料,所述高密度聚乙烯材料包括重量份如下的各組份原料:
100份高密度聚乙烯樹脂;
1份無機納米粒子氧化鋅;
2份滑石粉、1份蒙脫土和10份海泡石;
1份尼龍6、20份尼龍66、1份聚對苯二甲酸乙二醇酯和20份玻纖;
1份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐為增容劑和20份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐為增容劑。
實施例33
一種柔性復合內襯管材,包括管材內層,所述管材內層材質為高密度聚乙烯材料,所述高密度聚乙烯材料包括重量份如下的各組份原料:
100份高密度聚乙烯樹脂;
10份無機納米粒子氧化鋅;
10份滑石粉、9份蒙脫土和1份海泡石;
20份尼龍6、1份尼龍66、20份聚對苯二甲酸乙二醇酯和10份玻纖;
20份高密度聚乙烯接枝馬來酸酐為增容劑和1份乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐為增容劑。
表1
表2
表1,表2中,維卡軟化點是指聚合物的試樣于液體傳熱介質中,在一定的載荷、一定的等速升溫條件下,被1m㎡的壓針壓入1mm深度時的溫度,該溫度反映了當一種材料在升溫裝置中使用時期望的軟化點。熱變形溫度是指對高分子材料或聚合物施加一定的負荷,以一定的速度升溫,當達到規定形變時所對應的溫度是衡量聚合物或高分子材料耐熱性優劣的一種量度。維卡軟化點和熱變形溫度均反映的是管材內襯材料的耐溫性,其數值越大,材料的耐溫性越好;低溫沖擊強度反映的是材料在低溫下的韌性,低溫沖擊強度越大,脆化溫度越低,材料的耐寒性越好;剝離強度是從接觸面進行單位寬度剝離時所需要的最大力,剝離強度越大,材料的粘結強度越好,與金屬材料的粘附性越緊密;剪切強度是指材料承受剪切力的能力,剪切強度越大,材料所能夠承受的剪切應力越大,粘接越發的牢固,拉伸強度是指材料產生最大均勻塑性變形的應力,拉伸強度越大,材料越硬越脆。表1中,實施例1-24的性能均比純料有所增強,實施例3的熱變形溫度和維卡軟化點溫度最高,產品性能最好;表2中實施例30的剪切強度和剝離強度最高,產品性能最好。