[發明專利]一種含硅聚乙烯高潤滑復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 201010283244.7
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN102399386A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 陳光巖;李連鵬;王賢慧;李曉東;張劍;劉聰;王安晨;徐永田;付愉
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L83/07;C08J3/28
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域：

本發明涉及一種含硅聚乙烯高潤滑(摩擦系數為0.16-0.23)復合材料的制備方法。

背景技術：

HDPE硅芯管是一種內壁帶有硅膠質固體潤滑劑的新型復合管道，簡稱硅管。它以高密度聚乙烯、硅芯層母料和色母粒料為原料，通過三臺擠出機同步擠壓復合而成，具有強度高、密封性優良、自潤滑性好、內壁摩擦系數小和施工便捷等特點，目前已在公共信息網、鐵路信號系統和有線電視網絡等領域得到廣泛應用。

硅芯管的外部為提供支撐的聚乙烯層，采用的是耐環境應力開裂性能和流動性能兼備的管材級聚乙烯；內部為硅芯層，用含硅物質降低聚乙烯基體樹脂的摩擦系數，達到潤滑效果。

硅芯層的制備方法大體上有兩種，一是將含硅母料和聚乙烯樹脂物理共混；二是通過反應接枝的方法在聚乙烯分子鏈中引入含硅集團，主要通過自由基引發劑、輻照或力化學引發等方法實現。

中國專利CN1392198提出了一種低成本，動摩擦系數低的硅酮樹脂固體自潤滑復合材料的制備方法，以硅酮樹脂為主要原料與高密度聚乙烯共混，經造粒成型方式制備而成。該方法屬于物理共混，機理簡單，便于實施，但存在分散不均勻和局部積聚現象，造成部分區域摩擦系數偏高，影響硅芯管的質量。

中國專利CN1380344公開了聚烯烴塑料熔融接技烯類單體的力化學法，其特點是將起始原料(按重量計)聚烯烴塑料溶于溶劑，并與聚烯烴粉料混合均勻，放置、待溶劑揮發后，與潤滑劑一并加入帶有超聲波發生器和超聲波傳感器的擠出機內，進行擠出接枝反應，獲得聚烯烴接枝聚合物或共聚物，這種方法對設備要求較高，不易操作。

中國專利CN101115605公開了一種通過添加自由基引發劑實現反應接枝的方法及設備，這種方法在文獻報道中也較多見，它的缺點是易發生嚴重的交聯副反應，不利于材料的二次加工。

中國專利CN1482151公開了一種功能化聚烯烴樹脂的制備方法，用電子束或γ-射線對聚烯烴樹脂進行預輻照處理，將預輻照的聚烯烴樹脂與功能單體及給電子試劑進行機械混合，用反應擠出方法使聚烯烴樹脂在熔融態與功能單體發生接枝反應，引入功能基團，這種方法易控、易實施，但引入的乙烯基硅烷對聚乙烯摩擦系數改善甚微。

如何在保證聚乙烯熔體流動性、相容性的前提下，減少聚乙烯的摩擦系數，使其達到硅芯管硅芯層的使用要求，是本專利解決的問題所在。

發明內容：

本發明的目的是提供一種含硅聚乙烯高潤滑復合材料的制備方法，在保證聚乙烯熔體流動性、相容性的前提下，減少聚乙烯的摩擦系數，同時保證加工性能，以達到硅芯管硅芯層的使用要求。

本發明所述的實施方法如下：

1)采用電子束或γ-射線對全部聚乙烯進行輻照處理，將乙烯基硅油與輻照后的聚乙烯樹脂共混后進行反應擠出，擠出溫度為130-200℃，得到含硅聚乙烯高潤滑復合材料。

2)上述所用電子束以電子加速器為輻照源，其輻照劑量為5-200Kgy，輻照環境為氧氣。上述所用γ-射線以Co-60為輻照源，輻照劑量為5-200Kgy，輻照環境為氧氣。

3)按重量份計，聚乙烯以100重量份，乙烯基硅油加入量為0.1-20重量份，其粘度為50～50000mpa.s。

上述所用聚乙烯包括：高密度聚乙烯：密度0.941-0.965g/cm³；中密度聚乙烯：密度0.925-0.940g/cm³；線性低密度聚乙烯：密度0.918-0.939g/cm³。所用的聚乙烯為以上三種中的任何一種或二種。

具體實施方式：

實施例1：

將100份的線性低密度聚乙烯，熔體流動速率為2.0g/10min，密度為0.925g/cm³，在Co-60輻照源下進行輻照，輻照劑量為10Kgy。將輻照后的聚乙烯與15份的乙烯基硅油在高速攪拌機中混合10min，乙烯基硅油的粘度為40150mpa.s。將混合后的物料加入到雙螺桿擠出機中，擠出機螺桿直徑為φ30，長徑為44，擠出機各段溫度設置在130-200℃(共9段，溫度分別為130℃，140℃，150℃，160℃，170℃，170℃，180℃，190℃，200℃)，擠出物料經牽引、冷卻、造粒后得到成品，經測試，接枝率為0.2％，熔體流動速率為2.5g/10min，摩擦系數(GB/T10006)為0.23。

實施例2：