[發明專利]可用于擠出成型的超高分子量聚乙烯/聚丙烯/有機粘土組合物及其制備方法

無效

• 申請號: 200710049024.6
• 申請日: 2007-04-30
• 公開（公告）號: CN101058652A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 李惠林;蓋景剛
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K5/524;B29C47/40;B29B9/12;C08L23/12;C08K5/13;C08K5/09;C08K5/20;C08K3/34
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種可用于擠出成型的超高分子量聚乙烯/聚丙烯/有機粘土組合物及其制備方法，屬于聚合物加工領域。

背景技術

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在國外被譽為“令人驚異的塑料”。具有以下特點：優異的耐磨性，如摩擦系數最小為0.07～0.11，相當于冰和冰之間的摩擦；制成管材表現出極高的自潤滑性和抗結垢性，是耐磨管道的理想材料；優異的化學穩定性；管材抗應力開裂能力是普通聚乙烯的200倍；抗沖性能居塑料之首，低溫沖擊性尤其優越，甚至在液氮溫區(-196℃)仍能保持一定的韌性。超高分子量聚乙烯雖然具有優異的綜合性能和廣泛的應用，但由于它極高的分子量，大分子鏈間的無規纏結使其對熱運動反映遲緩，熔體粘度高達1×10⁸Pa·s，流動性極差，臨界剪切速率低，易產生熔體破裂等缺陷，難以用普通的加工設備和技術進行加工成型。這在很大程度上影響了它的實際推廣和應用。數十年來從加工設備到UHMWPE材料的改性研究一直成為高分子材料界和產業界的熱門課題。

日本專利JP6042078報道了將UHMWPE和中低分子量聚乙烯共混以改善其流動性的方法。盡管共混物的流動性能隨低分子量組分用量的增多得到改善，但其力學性能隨之不同程度的下降。中國專利98100960.3報道了在超高分子聚乙烯中加入一定重量百分比的液晶高分子和添加劑，進行共混合后干燥，最后生產出能直接進行擠出和注射的超高分子量聚乙烯專用料。這種專用料改善了超高分子量聚乙烯的加工流動性，但是由于液晶高分子原料的價格相對于純UHMWPE高得多，因而此方法的應用和推廣受到了限制。中國專利200410040838.X報道了一種采用輻照技術提高UHMWPE的加工流動性的方法。在室溫下空氣中對UHMWPE進行輻照，使UHMWPE發生斷鏈反應，分子量降低，分子纏結減弱，將輻照后的超高分子量聚乙烯100重量份與無機填料1～10重量份混合可用雙螺桿擠出機擠出造粒，但是需要輻照的劑量大時間長，這限制了該方法的應用和推廣。

中國專利ZL03206801.8報道了一種UHMWPE注射成型機。其塑化裝置中螺桿的均化段由第一均化段和第二均化段組成，第二均化段與機筒內壁形成環隙狀螺桿止逆區，螺桿頭包括第一級圓柱體、第一級圓錐體、第二級圓柱體和第二級圓錐體，噴嘴結構有圓柱腔和錐形腔構成的補縮儲料室，這種實用新型有效阻止物料回泄，減小塑化阻力，但是設備的制造昂貴，對不同牌號原料的適應性差。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種可用于擠出成型的超高分子量聚乙烯/聚丙烯/有機粘土組合物及其制備方法。該方法是本發明者在已獲專利權ZL?200410022004.6的基礎上引入含有機納米蒙脫土的高效復合加工助劑，從而大大地改善了UHMWPE的加工性能。

本發明的目的由以下技術措施實現，其中所有原料份數除特殊說明外，均為重量分數。

可用于擠出成型的UHMWPE組合物的配方組分為：

超高分子量聚乙烯????70～90份

聚丙烯??????????????30～10份

復合加工助劑????????1～5份

抗氧劑??????????????0.1～1份

成核劑??????????????0.1～1份

潤滑劑??????????????0.1～1份

其中，超高分子量聚乙烯的平均分子量為100～500萬，聚丙烯為全同立構，熔融指數為1～20g/10min。

抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、4-羥甲基-2，6-二叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚中的任一種。

成核劑為苯甲酸鈉、滑石粉、云母中的任一種。

潤滑劑為甘油三羥硬脂酸酯、聚乙二醇、硬脂酸酰胺、氧化聚乙烯蠟中的任一種。

復合加工助劑為有機納米蒙脫土與聚乙二醇和甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化銨(MDAB)共混制得的混合物。

本發明的超高分子量聚乙烯組合物與本領域中公知的添加劑：如抗氧聚劑、成核劑和潤滑劑可以共同使用。其前提條件是這些添加劑對本發明目的的實現以及本發明的優良效果的取得不產生不利影響。

用于擠出成型的超高分子量聚乙烯/聚丙烯/有機粘土組合物的制備方法