一种高速挤出再生PE护套料及其制备方法
文献发布时间:2023-06-19 10:41:48
技术领域
本发明涉及电线电缆技术领域,具体涉及一种高速挤出再生PE护套料及其制备方法。
背景技术
当前的环保PE护套料普遍采用单螺杆共混挤出造粒,存在高密度与低密度材料相容性不好,挤出成型时容易产生模口积料和截面气孔等问题,尤其是挤出速度较高时,PE护套料的模口积料会翻倍产生,光缆厂商在使用过程中会出现成缆表面缺陷,影响产品的信息传输速率及使用寿命,严重的会全部报废。当前一些材料厂商为了提高环保PE的加工性能,一部分厂家采用加入部分的润滑剂(主要成份为PE蜡),当采用该方法存在小分子PE蜡本身可能在模口析出,缓解不了模口积料的产生;另一部分厂家通过加入流变剂,改善护套料外观并模口之间形成保护膜的方式来减少模口积料,但成本相对较高,不利于低附加值的环保PE采用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足而提供一种高速挤出再生PE护套料及其制备方法,以克服现有技术存在模口积料而导致生产效率低下、成本高的缺陷。
为实现上述目的,本发明是通过如下方案实现的:
一种高速挤出再生PE护套料,按质量占比组成为:HDPE 23%~55%,LDPE35%~65%,色母5%~6%,酚类抗氧剂1%~3%,加工助剂1-5%;所述加工助剂包括马来酸酐接枝EVA、聚丙烯酰胺以及含氟聚合物。
进一步地,所述HDPE的溶体流动速率为0.3-0.5g/10min。
进一步地,所述加工助剂为马来酸酐接枝EVA、聚丙烯酰胺以及含氟聚合物,质量比为1:1:1。
优选地,本发明所述马来酸酐接枝EVA的接枝率为2-5%。
本发明还提供一种高速挤出再生PE护套料的制备方法,包括如下步骤:
1.将计量好的PE护套料原料进行混合;
2.将原料投入子母挤出机,设定各区温度区间,挤出造粒;
3.连通真空装置,抽出挤出机熔体里面的空气、水汽及小分子物质;
4.造粒并切粒后的颗粒在通过鼓热风的方式烘干,得到PE护套料。
进一步地,上述制备方法中所述PE护套料按质量占比组成为:HDPE23%~55%,LDPE 35%~65%,色母5%~6%,酚类抗氧剂1%~3%,加工助剂1-5%;所述加工助剂包括马来酸酐接枝EVA、聚丙烯酰胺以及含氟聚合物。优选地,所述HDPE的溶体流动速率为0.3-0.5g/10min。优选地,所述加工助剂为马来酸酐接枝EVA、聚丙烯酰胺以及含氟聚合物,质量比为1:1:1。
进一步地,所述步骤2各区温度设定区间为:上机190-250-260-260-240-230-220-200℃,下机190-190-190-190-190℃。
进一步地,所述步骤S3中真空压力大于0.09MPa。
相比现有技术,本发明的有益效果为:
本发明提供的通过改善的PE护套料的配方,放缆速度提高30%,成缆截面无气孔;此外生产光缆挤出机模口无析出,解决了现有技术明显模口积料,容易导致成缆缺陷甚至脱料的问题,极大地提升了生产效率和产品质量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,以下结合具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明,并不是为了限定本发明。
上述仅为本发明的几个具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,因此在不脱离本发明技术的实质和范围下的变化和优化,应属本发明的保护范围之内。
本发明提供一种高速挤出再生PE护套料,按质量占比配方组成为:HDPE片料23%~55%;LDPE大棚颗粒35%~65%;色母5%~6%;酚类抗氧剂1%~3%;加工助剂1-5%。
本发明实施例中,所述加工助剂为马来酸酐接枝EVA、聚丙烯酰胺以及含氟聚合物,比例为1:1:1;本发明中,马来酸酐接枝EVA作为相容剂可以增强聚乙烯的相容性,其接枝率优选2-5%;聚丙烯酰胺具备较高的极性,共混时可以产生质子转移,分子链间可生成配位键,能促进体系的均一性;含氟聚合物可以作为润滑剂,可以减少溶体与模口之间的摩擦力,进而减少高速挤出时产生的应力。
本发明实施例中,优选地,HDPE片料溶体流动速率为0.3-0.5g/10min。
本发明还提供一种高速挤出再生PE护套料的制备方法,包括如下步骤:
1)将计量好的PE护套料原料进行混合;
2)将原料投入子母挤出机,设定各区温度区间,挤出造粒;
3)连通真空装置,抽出挤出机熔体里面的空气、水汽及小分子物质;
4)造粒并切粒后的颗粒在通过鼓热风的方式烘干,得到PE护套料。
本发明所述制备方法通过HDPE片料和LDPE大棚颗粒的比例调整,可以制成成对应的满足国标GB/T15065-2009的电线电缆用黑色聚乙烯塑料;
上述制备过程中,上阶机熔体进入下阶机后,在料条出下机前,打开真空泵开关,真空泵压力须≧0.09Mpa,确保小分子材料抽出的效果;
上述制备过程中,料条进水槽后,水槽水温控制在30~50摄氏度,优先40~50摄氏度,可以有效避免PE材料因为收缩不均匀导致的收缩孔,原则上温度越高越好,但温度过高,不利于切粒机切粒,且操作困难;
上述制备过程中,颗粒进入大混罐后,打开大混罐的开关,通过鼓风机鼓风可以除去颗粒表面带的浮水,同时降低颗粒的温度,大混三小时左右,颗粒温度可以降至40~50摄氏度,可以直接封包,避免温度过高与空气中的水份发生热交换而导致颗粒回潮。
实施例1
一种高速挤出再生PE护套料,配方如下:
HDPE片料55%;LDPE大棚颗粒35%;色母5%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA1%、聚丙烯酰胺1%,含氟聚合物PPA 1%。
实施例2
一种高速挤出再生PE护套料,配方如下:
HDPE片料40%;LDPE大棚颗粒45%;色母5%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA1%、聚丙烯酰胺1%,含氟聚合物PPA 1%。
实施例3
一种高速挤出再生PE护套料,配方如下:
HDPE片料23%;LDPE大棚颗粒65%;色母6%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA1.3%、聚丙烯酰胺1.3%,含氟聚合物PPA 1.3%。
实施例4
一种高速挤出再生PE护套料,配方如下:
HDPE片料30%;LDPE大棚颗粒57%;色母5%;酚类抗氧剂3%;马来酸酐接枝EVA1.7%、聚丙烯酰胺1.7%,含氟聚合物PPA 1.7%。
实施例5
一种高速挤出再生PE护套料,配方如下:
HDPE片料45%;LDPE大棚颗粒47%;色母5%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA0.3%、聚丙烯酰胺0.3%,含氟聚合物PPA0.3%。
对比例1
HDPE片料55%;LDPE大棚颗粒37%;色母5%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA1%。
对比例2
HDPE片料40%;LDPE大棚颗粒46%;色母5%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA1%,聚丙烯酰胺1%。
对比例3
HDPE片料23%;LDPE大棚颗粒64%;色母5%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA2%,聚丙烯酰胺2%,聚丙烯酰胺2%。
对比例4
HDPE片料30%;LDPE大棚颗粒53%;色母6%;酚类抗氧剂2%;马来酸酐接枝EVA3%,聚丙烯酰胺3%,聚丙烯酰胺3%。
对比例5
HDPE片料40%;LDPE大棚颗粒52%;色母6%;酚类抗氧剂2%。
实验例1
将上述实施例1-5,对比例1-5按照如下方法制备:
1)PE护套料将计量好的PE护套料原料进行混合;
2)将原料投入子母挤出机,设定各区温度区间,挤出造粒;
3)连通真空装置(真空泵压力≧0.09Mpa),抽出挤出机熔体里面的空气、水汽及小分子物质;真空泵压力须≧0.09Mpa;
4)造粒并冷却(40-50摄氏度)切粒后的颗粒在通过鼓热风的方式烘干,得到PE护套料,并进行后续成缆挤出得到成品(控制成缆其他工艺参数不变)。
以上实验过程中对制备成缆过程模口积料,成缆脱料以及截面气孔情况进行观察和检测,相关的检测结果如表1所示。其中模口积料以单位时间内模口积料的质量为标准:g/min;成缆速度以不出现脱料或形变的最高速度为标准(以对比例5成缆速度作为参考标准值,取相对倍数)。
表1实验例1结果
由表1不难看出,实施例1-5相对于对比例5(当前现有技术)在模口积料、截面气孔、脱料情况、成缆速度均有较好的提升;而对比例1只添加了马来酸酐接枝EVA对于以上指标有小幅度的改善,而对比例2添加了马来酸酐接枝EVA和聚丙烯酰胺进一步提升了,但较实施例1-5而言提升幅度不大。对比例3-4分别添加了6%和9%的加工助剂,性能均相对于其他对比例有更好的提升,但相对于实施例1-5(加工助剂占比1-5%)而言变化不大,因此处于成本考虑加工助剂占比选择1-5%为宜。
实验例2
将上述实施例1-5按照实验例1的方法制备,区别在于不增加真空装置,后续成缆挤出得到成品(控制挤出护套料及成缆过程其他工艺参数同实验例1)。
以上实验过程中对制备成缆过程模口积料,成缆脱料以及截面气孔情况进行观察和检测,相关的检测结果如表2所示。
表2:实验例2结果
由表2不难看出,在没有真空抽去小分子的条件下,对比表1中各实施例及对比例的各项指标较表1均有下降,但实施例1-5相对于对比例5在模口积料、截面气孔、脱料情况、成缆速度仍然均有较好的提升。由此可见通过真空抽去小分子,对于模口积料、截面气孔、脱料情况、成缆速度的提升均有帮助;再结合本发明提供添加加工助剂的前提下,PE护套料的产品质量进一步得到提升。
上述仅为本发明的几个具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,因此在不脱离本发明技术的实质和范围下的变化和优化,应属本发明的保护范围之内。
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- 一种再生PE护套料及其制备方法与应用