本發明涉及管道技術領域，具體地說，是一種增強復合聚乙烯雙壁(又名中空壁)纏繞管及其制備方法。
背景技術：
高密度聚乙烯雙壁纏繞管以高密度聚乙烯(hdpe)為主要原料，采用特殊擠出工藝在熱熔狀態下纏繞而成，其軸向管壁截面為雙壁工字形，內壁致密光滑，中空，管材本身質量輕而強度高。由于其獨特的成型工藝，可生產口徑達3000mm的大口徑管材。作為一種新型的化學建材，hdpe雙壁纏繞管具有重量輕、耐腐蝕、管壁光滑、過流能力大等優點，在我國城市排水系統建設過程中得到大量的應用。
pe管道雖然韌性很好，但是普遍存在剛性差，收縮率大，尺寸穩定性差，耐熱溫度低等缺點。
中國專利文獻cn102691832a公開了一種玻纖增強hdpe雙壁纏繞管及其制作方法，由玻纖增強hdpe塑料管經螺旋纏繞并用塑料熱熔膠焊接而成，其中的玻纖增強hdpe塑料管為長玻纖的重量百分比含量在5％-40％之間的中空矩形玻纖增強hdpe塑料管。現有技術中的聚乙烯纏繞管的韌性好，耐低溫性能優良；但是普遍具有剛性相對較差，耐熱溫度低，收縮率大，尺寸穩定性較差，耐光老化性能差等缺點，且成本較高。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術中的缺點，提供一種增強復合聚乙烯雙壁纏繞管及其制備方法，在保證管材性能的前提下，更好的提高聚乙烯雙壁纏繞管的韌性和剛性，提高管材耐熱溫度、尺寸穩定性和耐光老化性能，同時降低生產成本。
本發明的第一方面，提供一種增強復合聚乙烯雙壁纏繞管，所述的增強復合聚乙烯雙壁纏繞管由增強復合聚乙烯中空矩形管經螺旋纏繞并用粘接膠條粘接而成，所述的生產增強復合聚乙烯中空矩形管的材料以重量份計包括以下組分：
所述的生產粘接膠條的材料以重量份計包括以下組分：
所述的生產增強復合聚乙烯中空矩形管的材料以重量份計還包括同類回用料2-25份；所述的生產粘結膠條的材料以重量份計還包括同類回用料2-25份；所述的同類回用料是指相同組分的增強復合聚乙烯雙壁纏繞管的破碎回料，例如生產出來的尺寸不合格管材破碎回用，其原料配比與上述增強復合聚乙烯雙壁纏繞管完全相同，或者是可確定的具有相似組分及性能的其他再生回用料，添加同類回用料可以降低原料成本，避免浪費。
所述的增強復合聚乙烯雙壁纏繞管的內徑一般為150-3000mm，也可以根據客戶需要定制其他尺寸，所述的中空矩形管的空腔尺寸除滿足國標要求的任意尺寸之外，也可以根據其他特殊要求需要來進行定制。
所述的高密度聚乙烯的熔融指數為0.08-0.14g/10min(2.16kg)，密度為0.941-0.945g/cc，優選上海金菲的tr-480。
所述的聚丙烯為的熔融指數為≤0.20g/10min(230℃，2.16kg)，優選北京燕山石化和南京金陵石化的ppr-ed-001。
所述的線性低密度聚乙烯(lldpe)，主要優選中國石化的7042n。作為韌性調節作用。它在經過充分的拉伸后，由于結晶和取向，使得它對于提高拉伸強度和抗沖擊性能有很大幫助。
所述的塑料改性助劑為成核劑，選自山梨糖醇衍生物類、羧酸鹽類成核劑等，用來提高結晶度及結晶的均勻度，使得產品的收縮率變小，有效提高產品的尺寸穩定性等性能。對提高生產效率也有較大的作用。
所述的抗氧劑為復合抗氧劑，提高加工穩定性及制品耐久性能；優選復合抗氧劑b215、b225，在產品生產商方面，優選巴斯夫。
所述的增強用填充母料選自以超細活性碳酸鈣、滑石粉、或云母為基礎制成的功能性填充母料。本發明由于采用了錐形雙螺桿結構，所以采用一定目數的粉狀填充料，可以大幅降低原料成本。
所述的色母粒就是著色劑，如黑色母粒等。
所述的吸水母粒，也就是消泡劑，功能是吸水。
所述的潤滑劑就是在生產過程中起潤滑作用的助劑，一般為pe蠟或pp蠟。
所述的粘接膠條與中空矩形管的原料配方相似，可以使粘接膠條與中空矩形管具有良好的相容性，使粘接更加牢固，成品管材的密封性更好。同時考慮到對物理性能的因素，配方比例有部分差異。
本發明的第二方面，提供一種上述任一增強復合聚乙烯雙壁纏繞管的制備方法，包括以下步驟：
a、按照所述配方稱取配料并混合攪拌分別得到制備增強復合聚乙烯中空矩形管和粘接膠條的混合料；
b、將增強復合聚乙烯中空矩形管混合料放入雙螺桿擠出機上，經模具擠出和真空冷卻定型，得到增強復合聚乙烯中空矩形管；并使得其在冷卻定型前有足夠的拉伸取向來保證具有相對高的強度。
c、將粘接膠條混合料放入膠條擠出機中并擠出粘接膠條，將步驟b中的增強復合聚乙烯中空矩形管在管材成型纏繞盤上進行螺旋纏繞，并同時由粘接膠條粘接，冷卻成型并切割后，制得所述的增強復合聚乙烯雙壁纏繞管。
所述的雙螺桿擠出機為錐形雙螺桿，螺桿溫度控制在180-230℃區間內，轉速控制需與生產規格及成型盤的控制速度相匹配。
本發明優點在于：
本發明通過對復合聚乙烯雙壁纏繞管原材料配方和制備方法的改變，克服了現有聚乙烯雙壁纏繞管的缺點，顯著提高了聚乙烯雙壁纏繞管的韌性和剛性，提高了產品的耐高溫性和化學穩定性，降低纏繞管的收縮率，提高了尺寸穩定性；由于起增強作用的聚丙烯的結晶度要比聚乙烯高許多，且在本發明配方中又加入了提高結晶度和結晶速度的成核劑作為改性助劑，在實際生產時，顯著提高了產品的冷卻成型速度，由此大大提高了生產效率，節約了生產成本。另外，同類回用料的加入，在保證產品性能的前提下，也大大降低了產品的成本。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明提供的具體實施方式作詳細說明。
以下實施例中高密度聚乙烯選用上海金菲的tr-480，聚丙烯選用南京金陵石化的ppr-ed-001，線性低密度聚乙烯選用中國石化的7042n，增強用填充母料選用超細活性碳酸鈣，潤滑劑選用pe蠟，塑料改性助劑選用山梨糖醇衍生物類成核劑，抗氧劑選用巴斯夫復合抗氧劑b215。
實施例a-d
按照所述配方稱取配料放入混料機中混合攪拌分別得到制備復合聚乙烯中空矩形管和粘接膠條的混合料；
將復合聚乙烯中空矩形管混合料放入錐形雙螺桿擠出機上，螺桿溫度控制在180-230℃區間內，經模具擠出和真空冷卻定型，得到增強復合聚乙烯中空矩形管；
將粘接膠條混合料放入膠條擠出機中并擠出粘接膠條，將步驟b中的復合聚乙烯中空矩形管在管材成型纏繞盤上進行螺旋纏繞，并同時由粘接膠條粘接，冷卻成型并切割后，制得所述的增強復合聚乙烯雙壁纏繞管。
表1：實施例a-d及對比例e中復合聚乙烯中空矩形管各原料的配方
注：對比例e是指現有技術中絕大多數企業生產達標hdpe中空壁纏繞管的標準配方，一般都采用單螺桿設備，并且均采用粒料生產。
用實例a-d配方生產的產品與對比例e進行全方位比較試驗：見表2；
對比例e試驗條件：1.同一條生產線；2.相同的工藝(包括溫度、熔體壓力、真空冷卻定型箱的真空度、冷卻水溫度等等)；3.試樣的壁厚與每米重量相同；
4.測試條件相同(同一項目在相同的設備上進行檢測)。
表2實施例a-d及對比例e產品之間各種性能及成本價格比較表
從表2中可以看出：
1.冷卻成型速度隨著聚丙烯的用量提高而加快；由于起增強作用的聚丙烯的結晶度要比聚乙烯高許多，且在本發明配方中又加入了提高結晶度和結晶速度的成核劑作為改性助劑，在實際生產時，顯著提高了產品的冷卻成型速度，由此大大提高了生產效率，節約了生產成本。
2.由于聚丙烯的結構特性及物理特性，制品的柔韌性會隨著聚丙烯的用量提高而降低；也隨著填充母料的增加而降低。
3.在一定范圍內，制品的環剛度會隨著聚丙烯用量的增加而提高；也會隨著填充母料的增加而提高；但必須兼顧柔韌性及其他性能要滿足標準要求才行。
4.由于聚丙烯原料的特性，耐熱溫度要明顯高于聚乙烯；所以不難得出在上面實施例中，耐熱溫度隨著聚丙烯的用量增加而提高。
5.在抗沖擊性能方面，聚丙烯用量在一定的范圍內都能滿足抗沖試驗要求；但單單從測試數據方面來講，隨著聚丙烯用量的提升，制品的沖擊性能也會隨之下降；填充料就更加明顯。
6.由于聚丙烯原料的高結晶度特性，且又有成核劑作改性助劑配合，所以，在實施例中可以看到，在一定范圍內，隨著聚丙烯用量的增加和填充母料的增加，制品的尺寸穩定性也相應提高。但這必須兼顧產品的其他性能指標滿足標準要求才行。
7.從配方成本上看，由于聚丙烯原料要比聚乙烯低很多，所以加入聚丙烯會明顯降低生產成本；且本發明在填充母料的選擇上要比原現有技術采用的填充母料有相當大的價格優勢，所以在配方總成本上，本發明有著明顯的價格優勢。
8.由于本發明的產品冷卻成型速度大大優于原有技術，使得生產速度和效率高于原有技術約40％，大大降低了生產成本。
以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下還可做出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。