[發明專利]一種耐磨PE組合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201410662396.6
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104479194A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 李卓民
• 申請（專利權）人: 廣東聯塑科技實業有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08K9/06;C08K3/30;B29B9/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 馮振寧

技術領域

本發明涉及PE管材技術領域，更具體地，涉及一種耐磨PE組合物及其制備方法和應用。

背景技術

目前我國城鎮建設與能源開發不斷加速推進，為塑料管帶來了巨大市場需求。但是，人們在應用塑料管的過程中發現，普通塑料管由于本身的材質原因，造成在施工安裝或使用過程中具有一些不足之處。如PP-R，其材料本身脆性比較大，在運輸及安裝過程中容易發生斷裂。對于PE管，其韌性比PP-R管好，但其管材表面硬度低，耐磨性差，在施工過程中容易產生表面劃傷從而產生管道局部破壞和滲漏的可能；此外還限制了其在礦工，化工等需要運輸固體介質等領域的應用。

目前，超高分子量聚乙烯管是一種具有高耐磨性的管道，但是其原料價格相比普通聚乙烯高三倍以上，而且其融體粘度很大，成型加工難度大，效率慢，大大提高了生產成本。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術中耐磨PE管的不足，提供一種新的耐磨PE組合物。

本發明的另一個目的在于提供所述的耐磨PE組合物的制備方法。

本發明的另一個目的在于提供所述的耐磨PE組合物的應用。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種耐磨PE組合物，包括以下按重量份數計的組分組成：

高密度聚乙烯100份；

納米二硫化鉬5~15份；

硅烷偶聯劑0.1~0.3份；

乙烯-辛烯共聚物5~10份。

優選地，所述高密度聚乙烯的熔體流動速率在190℃/2.16Kg試驗條件下為0.1~0.3g/10min。

優選地，所述納米二硫化鉬的平均粒徑為50~100?nm。

優選地，所述硅烷偶聯劑為N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)?丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種。

包括如下步驟：

S1：將0.1~0.3份硅烷偶聯劑溶解于入乙醇中，將5~15份納米二硫化鉬加入上述溶液后進行超聲分散，升溫至80℃保持1小時，過濾并烘干后即得到改性的納米二硫化鉬；

S2：將S1中所得改性納米二硫化鉬、100份高密度聚乙烯、5~10份乙烯-辛烯共聚物在高速攪拌機內均勻混合10min，在雙螺桿擠出機出熔融擠出造粒，得到復合料粒，熔融擠出的溫度控制在210~220℃。

根據本發明所述的耐磨PE組合物制成的耐磨PE管的制備方法，包括以下步驟：

S1：將0.1~0.3份硅烷偶聯劑溶解于入乙醇中，將5~15份納米二硫化鉬加入上述溶液后進行超聲分散，升溫至80℃保持1小時，過濾并烘干后即得到改性的納米二硫化鉬；

S2：將S1中所得改性納米二硫化鉬、100份高密度聚乙烯、5~10份乙烯-辛烯共聚物在高速攪拌機內均勻混合10min，在雙螺桿擠出機出熔融擠出造粒，得到復合料粒，熔融擠出的溫度控制在210~220℃；

S3：將S2步驟中所得復合料粒用單螺桿擠出機經模具擠出成型，得到所述耐磨PE管，擠出成型的溫度控制在190~210℃。

優選地，所述納米二硫化鉬的平均粒徑為50~100?nm，所述納米二硫化鉬粒度在50?nm~100?nm時，通過電子顯微鏡觀察其在PE管中的分散性最好，大于100?nm的顆粒分散不均勻，小于50?nm的顆粒形成團聚。

優選地，所述硅烷偶聯劑為N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH791)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、γ-(2,3-環氧丙氧)?丙基三甲氧基硅烷（KH560）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）中的一種或多種。

本申請人通過多次試驗發現，添加乙烯-辛烯共聚物對納米二硫化鉬在PE基體中的均勻分散性有一定的輔助作用，并且通過添加一定重量份數比范圍內的納米二硫化鉬和乙烯-辛烯共聚物可以顯著增強PE組合物的耐磨性能。

在不影響本發明所述耐磨PE組合物耐磨性能的前提下，還可以添加各種其他助劑，例如加工助劑、分散劑、填料等，并且根據實際情況使用。

根據對本發明提供的耐磨PE組合物制成的耐磨PE管進行耐磨性能測試后發現，其耐磨性能與超高分子量聚乙烯制成的PE管相當，還能克服超高分子量聚乙烯不易加工的弱點，所述制備方法材料成本低，方法簡單，適合大范圍推廣使用。