[發(fā)明專利]具有加工流動性的超高分子量聚乙烯材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104045899A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 李本立;鄭少輝
• 申請（專利權）人: 江門市道生工程塑料有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L51/06;C08K7/28;C08K3/34
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張海文

技術領域

本發(fā)明涉及一種高分子材料技術領域，尤其是一種具有一定加工流動性的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(UHMWPE)是一種分子量達到150萬以上，線性結構的熱塑性工程塑料。UHMWPE具有高耐磨損性、高耐沖擊性，良好的自潤滑性，優(yōu)良的耐化學腐蝕性、耐低溫性能、不吸水性，密度在所有工程塑料中最小等諸多優(yōu)點，其工業(yè)應用廣泛。大量用于管材、紡織機械、建筑、電力和農用機械、造紙業(yè)、食品機械以及醫(yī)療和文化體育領域等領域。但超高分子量聚乙烯熔融時流動性極差，熔融狀態(tài)的粘度高達108Pa*s，其熔體指數(shù)(MI)幾乎為零，所以很難用一般的機械加工方法進行加工，在生產應用中有受很多限制。一般情況下，對UHMWPE流動性的大幅改善通常是依靠與大比例的具有良好流動性的普通聚烯烴或潤滑劑共混而獲得的，這樣會引起共混物力學性能和摩擦磨損性能的大幅下降，未能保持UHMWPE的優(yōu)異性，甚至影響其使用性能。

基于此，本發(fā)明采用與其它聚烯烴共混的形式，同時通過加入復合加工助劑對UHMWPE進行加工流變改性，在盡可能保持UHMWPE優(yōu)良力學性能和摩擦磨損性能的前提下，使UHMWPE/PP共混體系的加工流變性進一步大幅改善的效果。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術存在的缺點，本發(fā)明通過把PP與UHMWPE按照合理比例調配，并與自制加工助劑配合使用，制成具有一定加工流動性的UHMWPE材料。PP與自制加工助劑的加入能有效改善UHMWPE的流動性，同時保持了其力學性能和摩擦磨損性能，解決了UHMWPE材料由于加工流動性不足而產生的生產難題。

本發(fā)明采用的技術方案為：

一種具有一定加工流動性的超高分子量聚乙烯材料，其特征在于按重量百分比由以下組分組成：

優(yōu)選的，UHMWPE樹脂為分子量為150萬以上的聚乙烯樹脂，其水分含量在0.1％以下。

優(yōu)選的，PP樹脂為聚丙烯樹脂，MI為10g/10min，其水分含量在0.1％以下。

優(yōu)選的，自制復合加工助劑是由馬來酸酐接枝PP/硅藻土/玻璃微珠按15/50/35的重量比例在高混機100℃下混合而成；進一步優(yōu)選的，馬來酸酐接枝率大于1％。

優(yōu)選的，抗氧劑是酚類抗氧劑四[β-(3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸酯類抗氧劑(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸三酯。

優(yōu)選的，其他助劑是色粉和增亮劑。

一種上述具有一定加工流動性的超高分子量聚乙烯材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)原材料的處理及混合

UHMWPE樹脂在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下；PP樹脂在90℃下烘4小時，控制水分在0.1％以下；

將主料和自制復合加工助劑、抗氧劑、其他助劑在高速混料機中混合2分鐘，使各組分充分攪拌分散均勻；

(2)熔融擠出

將混合好的物料加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出溫度在180-240℃之間，螺桿轉速為400轉/分；

(3)造粒及后處理

對擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過強磁、包裝得到成品。

在本發(fā)明中，UHMWPE樹脂為分子量為150萬以上的聚乙烯樹脂，并在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下；PP樹脂是MI為10g/10min的聚丙烯樹脂，并在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下。

本發(fā)明的具有一定加工流動性的超高分子量聚乙烯材料能使UHMWPE/PP共混體系的加工流變性進一步大幅改善的效果，改變其目前只能用壓制-燒結的方法成型的現(xiàn)狀，更好實現(xiàn)UHMWPE制品的連續(xù)、高效和規(guī)模化成型。并盡可能保持UHMWPE優(yōu)良的力學性能和摩擦磨損性能，使材料同時具備高耐磨損性、高耐沖擊性，良好的自潤滑性，優(yōu)良的耐化學腐蝕性等特點。

具體實施方式

下面結合實施例來具體說明本發(fā)明。

實施例1

先將85％重量的UHMWPE樹脂在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下；隨后與10％重量的PP樹脂在90℃下烘4小時控制水分在0.1％以下、4％重量的自制復合加工助劑、0.5％重量的抗氧劑、0.5％重量的其他助劑通過高速混料機混合2分鐘后從計量喂料器進入雙螺桿擠出機塑化、熔融，再經擠出、冷卻、風干、切粒、過強磁、包裝得到產品。

實施例2