一种超高分子量聚乙烯组合物

摘要

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯组合物，所述组合物包括以下原料组分和重量份：超高分子量聚乙烯60~90份、聚丙烯10~40份、相容剂0.1~2份、润滑剂1~10份。本发明中公开的超高分子量聚乙烯组合物不仅克服了现有技术中超高分子量聚乙烯加工性能差的缺点，而且其应用于超高分子量PE耐磨管上时具有耐磨性能优异，耐冲击性能优异和耐老化性能优异的优点，满足了实际工业中大规模生产的需要。

权利要求

1.一种超高分子量聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物由以下原料组分和重量份组成：所述聚丙烯为均聚聚丙烯；

所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000；

所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种；

所述相容剂选自环状酸酐型相容剂。

2.如权利要求1所述超高分子量聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯为10～25份。

3.如权利要求1所述超高分子量聚乙烯组合物，其特征在于，所述润滑剂为2～5份。

4.一种如权利要求1～3任一所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中混合；

2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度190～230℃，主机转速500～520rpm，喂料转速

27～35rpm，真空度≤0.04MPa。

5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤2)中所述双螺杆挤出机的挤出温度为

190～210℃。

6.一种如权利要求1～3任一所述超高分子量聚乙烯组合物在超高分子量PE耐磨管的应用。

说明书

一种超高分子量聚乙烯组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种组合物，具体涉及一种超高分子量聚乙烯组合物。

背景技术

[0002] 超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯的总称。它是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。由于超高分子量聚乙烯有众多的优异特性，它在高性能纤维市场上，包括从海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料方面均显示出极大的优势，在现代化战争和航空、航天、海域防御装备等领域发挥着举足轻重的作用。超高分子量聚乙烯可打造装煤、石灰、水泥、矿粉、盐、谷物等等粉状文件的拖斗、料仓、滑槽的衬里，因为它存在优良的自润滑性、不粘性，可使上述粉状文件对于储运设施不发生粘附景象，保障稳固保荐。超高分子量聚乙烯用来流砂等的液体保荐管道，与其他管道相比突出性能表现在：与竹管相比寿数提高18倍，利息降至1/25，与锦纶管相比寿数提高3倍，利息降至1/8。在保荐时，管内屏障比非金属管小25％，大大提高了保荐频率。在滑槽、铲斗和矿石舱室的内衬等范围，用传统非金属文件时，遇到寒冷潮湿天气，物品就会解冻在非金属上，而采纳高分子聚乙烯板材则决不会，从而大大缩小了卸货成本。在散装车船的自卸漏子上内衬一层高分子聚乙烯板材后，匀称卸货工夫由本来的16～20h缩小到8h。在国防军需装备方面，由于其耐冲击性能好，比能量吸收大，在军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料，如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌、降落伞等。在航天工程中，由于其轻质高强和抗冲击性能好，适用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等。同时也可以用作航天飞机着陆的减速降落伞和飞机上悬吊重物的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳索，其发展速度异常迅速。在民用领域，制成的绳索、缆绳、船帆和渔具适用于海洋工程，在自重下的断裂长度是钢绳的8倍，是芳纶的2倍。该绳索用于超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳，解决了以往使用钢缆遇到的锈蚀和尼龙、聚酯缆绳遇到的腐蚀、水解、紫外降解等引起缆绳强度降低和断裂，需经常进行更换的问题。虽然UHMWPE的性能优势使得它在诸多领域有着广泛的应用，但是极高的分子量，其分子链很长，极长的分子链相互缠结会导致其熔体为橡胶状的高黏度弹性体，流动性很差，并且容易发生剪切断裂现象，从而使PE-UHMW的成型加工变得非常困难，严重妨碍了其应用。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种组合物，用于克服现有技术中超高分子量聚乙烯加工性能差的缺点。

[0004] 本发明的进一步目的是提供一种如上述所属组合物的制备方法。

[0005] 为实现上述目的，本发明是采取以下的具体技术方案实现的：

[0006] 一种超高分子量聚乙烯组合物，所述组合物包括以下原料组分和重量份：

[0007]

[0008] 优选地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

[0009] 优选地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000。

[0010] 优选地，所述相容剂为选自环状酸酐型相容剂、ST-2相容剂和ST-4相容剂中的一种或几种。

[0011] 优选地，所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种。

[0012] 优选地，所述超高分子量聚乙烯为70～80份。

[0013] 优选地，所述聚丙烯为10～25份。

[0014] 优选地，所述润滑剂为2～5份。

[0015] 本发明还提供一种如上述所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0016] 1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中混合；

[0017] 2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度190～230℃，主机转速500～520rpm，喂料转速27～35rpm，真空度≤0.04MPa。

[0018] 优选地，步骤2)中所述双螺杆挤出机的挤出温度为190～210℃。

[0019] 本发明还公开了一种如上述所述超高分子量聚乙烯组合物在超高分子量PE耐磨管的应用。

[0020] 本发明中公开的超高分子量聚乙烯组合物不仅克服了现有技术中超高分子量聚乙烯加工性能差的缺点，而且其应用于超高分子量PE耐磨管上时具有耐磨性能优异，耐冲击性能优异和耐老化性能优异的优点，满足了实际工业中大规模生产的需要。

[0021] 本发明中的组合物克服了现有技术中的种种缺陷而具有创造性。

具体实施方式

[0022] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

[0023] 实施例1

[0024] 本实施例中超高分子量聚乙烯组合物，包括以下原料组分和重量份：

[0025]

[0026] 具体地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

[0027] 具体地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000。

[0028] 具体地，所述相容剂为选自环状酸酐型相容剂、ST-2相容剂和ST-4相容剂中的一种或几种。

[0029] 具体地，所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种。

[0030] 上述所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0031] 1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中

[0032] 混合；

[0033] 2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度190～200℃，主机转速500rpm，喂料转速27rpm，

[0034] 真空度≤0.04MPa。

[0035] 实施例2

[0036] 本实施例中超高分子量聚乙烯组合物，包括以下原料组分和重量份：

[0037]

[0038] 具体地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

[0039] 具体地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000。

[0040] 具体地，所述相容剂为选自环状酸酐型相容剂、ST-2相容剂和ST-4相容剂中的一种或几种。

[0041] 具体地，所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种。

[0042] 上述所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0043] 1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中混合；

[0044] 2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度200～210℃，主机转速520rpm，喂料转速30rpm，真空度≤0.04MPa。

[0045] 实施例3

[0046] 本实施例中超高分子量聚乙烯组合物，包括以下原料组分和重量份：

[0047]

[0048] 具体地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

[0049] 具体地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000。

[0050] 具体地，所述相容剂为选自环状酸酐型相容剂、ST-2相容剂和ST-4相容剂中的一种或几种。

[0051] 具体地，所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种。

[0052] 上述所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0053] 1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中混合；

[0054] 2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度210～220℃，主机转速510rpm，喂料转速32rpm，真空度≤0.04MPa。

[0055] 实施例4

[0056] 本实施例中超高分子量聚乙烯组合物，包括以下原料组分和重量份：

[0057]

[0058] 具体地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

[0059] 具体地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000。

[0060] 具体地，所述相容剂为选自环状酸酐型相容剂、ST-2相容剂和ST-4相容剂中的一种或几种。

[0061] 具体地，所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种。

[0062] 上述所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0063] 1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中混合；

[0064] 2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度190～200℃，主机转速500rpm，喂料转速30rpm，真空度≤0.04MPa。

[0065] 实施例5

[0066] 本实施例中超高分子量聚乙烯组合物，包括以下原料组分和重量份：

[0067]

[0068] 具体地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

[0069] 具体地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000。

[0070] 具体地，所述相容剂为选自环状酸酐型相容剂、ST-2相容剂和ST-4相容剂中的一种或几种。

[0071] 具体地，所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种。

[0072] 上述所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0073] 1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中混合；

[0074] 2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度200～210℃，主机转速500rpm，喂料转速28rpm，真空度≤0.04MPa。

[0075] 实施例6

[0076] 本实施例中超高分子量聚乙烯组合物，包括以下原料组分和重量份：

[0077]

[0078] 具体地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。

[0079] 具体地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～12000。

[0080] 具体地，所述相容剂为选自环状酸酐型相容剂、ST-2相容剂和ST-4相容剂中的一种或几种。

[0081] 具体地，所述润滑剂选自固体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的一种或几种。

[0082] 上述所述超高分子量聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0083] 1)按原料组分重量份，将超高分子量聚乙烯、聚丙烯、相容剂和润滑剂在高速混合机中混合；

[0084] 2)加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度220～230℃，主机转速515rpm，喂料转速34rpm，真空度≤0.04MPa。

[0085] 上述实施例1～6中的超高分子量聚乙烯组合物按照单螺杆挤出工艺制成超高分子量PE耐磨管，具体工艺参数是挤出温度140-220℃，螺杆转速12～15rpm。具体地，本发明实施例中使用的挤出温度为160℃，螺杆转速为15rpm。

[0086] 表1

[0087]

[0088]

[0089] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。