[發明專利]一種超高分子量聚乙烯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710172538.0
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101463156A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 洪尉;吳向陽;張煒;張玉梅;孟赟;趙春保
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院天地科技發展有限公司;上海化工研究院;上海聯樂化工科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K7/00;C08L23/10;C08L51/06;C08K5/54
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 朱黎明

技術領域

本發明涉及一種具體地涉及一種超高分子量聚合物材料及其制備方法，具 體地涉及一種超高分子量聚乙烯材料及其制備方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯是一種性能優異的熱塑性工程塑料，由于它的線性大分子 結構，分子鏈較長，所以沖擊強度極高，力學性能優異。但是，它的缺點是對熱剪 切極不敏感，容易發生剪切斷裂，或受熱發生降解，而且由于它的分子鏈互相纏結， 熔體粘度極高，所以難以用普通的塑料加工設備和技術進行加工成型。

為了達到改善其不足之處，在生產超高分子量聚乙烯的后期需要進行交聯處 理。國內外聚烯烴交聯方法主要有輻射交聯、過氧物交聯、硅烷接枝交聯等。但是 對于超高分子量聚乙烯的交聯后處理通常只能采用過氧物交聯。然而采用過氧物交 聯的不足之處在于，傳統的模壓成型用過氧化交聯超高分子量聚乙烯雖能提高超高 分子量聚乙烯材料的耐磨性，但會引起材料力學性能下降，更加限制其應用范圍， 生產效率低，成本高，大大制約材料的發展。

綜上所述，目前對超高分子量聚乙烯材料進行加工成型得到超高分子量聚 乙烯交聯板材及異型材制品的成型方法主要還是依賴于模壓成型，極大的限制 了其應用領域。并且由于超高分子量聚乙烯基材本身存在熱變形溫度低，硬度 不足，尺寸收縮率大等缺點，對特殊的一些工程應用無法達到。

為了克服上述缺陷，有人嘗試采用硅烷交聯法進行聚烯烴交聯。然而，盡 管通過硅烷交聯的方法能使聚乙烯的分子鏈段從線形結構變成網狀結構，使材 料的耐熱性等性能得到提高，但該方法同時使材料的流動性大幅度降低，所以 用一步法交聯超高分子量聚乙烯并使其擠出成型的難度很高。

目前硅烷交聯法用于制備超高分子量聚乙烯材料有了一些進展。我們知道 已公開了一篇涉及超高分子量的聚乙烯加工成型的專利：三井石油化學公司 CN1033048C，超高分子量聚乙烯在游離基引發劑存在下用硅醇縮合催化劑對聚 烯烴類聚合物進行改性，以制造超高分子量聚乙烯長絲，提高材料的粘合性和 耐蠕變性。但是其不足之處在于原料需要溶解于溶劑中，應用局限于拉絲，不 能擠出板材及各種異型材成型，對材料的耐磨性、耐熱性沒有改善。

因此，本領域缺乏一種可以擠出成型的超高分子量聚乙烯交聯制品，并且 具有良好的耐磨性、耐熱性。因此，本領域迫切需要一種可以擠出成型的超高 分子量聚乙烯交聯制品，具有良好的耐磨性、耐熱性，且抗沖擊性及各項力學 性能也達到國家標準。

發明內容

本發明的一個目的在于獲得一種可以擠出成型的超高分子量聚乙烯組合 物，其制得的超高分子聚乙烯材料具有良好的耐磨性、耐熱性。

本發明另一目的在于獲得一種超高分子量聚乙烯擠出料，其制得的超高分 子聚乙烯材料具有良好的耐磨性、耐熱性。

本發明還有一目的在于獲得一種超高分子量聚乙烯材料，其具有良好的耐 磨性、耐熱性。

本發明另一目的在于獲得一種超高分子量聚乙烯材料的制備方法。

本發明提供一種可硅烷交聯的超高分子量聚乙烯組合物，所述組合物包 括：

(a)超高分子量聚乙烯樹脂，占組合物60～83重量％；

(b)聚丙烯聚合物或共聚物，占組合物5～20重量％；

(c)無機納米改性劑，占組合物2～15重量％；和

(d)增容劑，占組合物0～5重量％。

在本發明的一個具體實施方式中，所述(a)組分的超高分子量聚乙烯樹脂 的數均分子量在150萬～500萬之間，密度為0.94～0.97g/cm³之間。

在本發明的一個具體實施方式中，所述(b)組分的聚丙烯共聚物選自丙烯 單體與其它C₂～C₈烯烴單體共聚聚合得到的共聚物，優選地，所述其它烯烴單 體選自乙烯、辛烯、戊烯、己烯或其組合。

在本發明的一個具體實施方式中，所述(c)組分的無機納米改性劑的平均粒 徑為2～20nm；

優選地，選自平均粒徑為2～20nm的層狀硅酸鹽、超細碳酸鈣、蒙脫土、 二氧化鈦或其組合。

在本發明的一個具體實施方式中，所述(d)組分的增容劑選自線性低密度 聚乙烯與極性基團的接枝共聚物、超低密度聚乙烯與極性基團的接枝共聚物或 其組合。

本發明再一方面提供一種超高分子量聚乙烯擠出料，所述擠出料包括以下 原料：