[發明專利]單螺桿超高分子量聚乙烯耐高溫管材及其制備方法

有效

• 申請號: 201710439417.1
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107189159B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 朱登國;劉持政;王艷令
• 申請（專利權）人: 山東金達管業有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/098;C08K3/34;C08K5/05;B29C48/92
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明涉及一種聚乙烯耐高溫管材，具體涉及一種單螺桿超高分子量聚乙烯耐高溫管材及其制備方法。包括以下重量份數的原料：超高分子量聚乙烯100份、聚乙烯蠟2?3份、石墨1?2份、硬脂酸鈣0.3?0.5份、高嶺土10?15份和無水乙醇0.5?1份。本發明提高了管材力學性能和熱性能，管材拉伸屈服強度≥22MPa，熱變形溫度≥110℃，維卡軟化溫度≥150℃，其他性能均能滿足QB/T2668?2004標準要求，模壓樣片的拉伸強度和斷裂伸長率高；提高管材熱變形溫度30℃以上，可應用于工況100℃時使用；本發明還提供其制備方法，工藝合理，成本低。

技術領域

本發明涉及一種聚乙烯耐高溫管材，具體涉及一種單螺桿超高分子量聚乙烯耐高溫管材及其制備方法。

背景技術

目前超高分子量聚乙烯管材具有優良的力學性能和耐低溫性，可用于輸送散物料、食品、醫藥工業、紡織、化纖工業、建材工業、化工工業、礦粉輸送及電廠除灰、用在采選礦、冶金行業、水煤漿工程等等。但其熱變形溫度為80℃，不能應用到相對較高溫度的工況(如城市熱水管路＞80℃)下使用，這直接限制了超高分子量聚乙烯管材的應用領域。

中國專利CN101344198A公開了一種超高分子量聚乙烯耐磨管道，以質量百分數計，原料包括超高分子量聚乙烯樹脂70-90％、玻璃纖維或玻璃微珠3-20％、硅烷類偶聯劑0.1-1％、石墨0.5-3％和聚乙烯蠟1-7％，該專利存在產品抗拉強度不高、斷裂伸長率較低的缺點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種單螺桿超高分子量聚乙烯耐高溫管材，提高其力學性能和熱性能的基礎上，提高其熱變形溫度30℃以上，可應用于工況100℃時使用；本發明還提供其制備方法。

本發明所述的單螺桿超高分子量聚乙烯耐高溫管材，包括以下重量份數的原料：

其中：

超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的黏均分子量為250±50萬。

聚乙烯蠟的重均分子量為2000-3000。

高嶺土的粒徑在10-100微米，利于分散，與超高分子量聚乙烯相容性好。。

本發明添加無水乙醇，無水乙醇是極性有機物，其羥基基團與無機物相連，其烷基與UHMW-PE相連，經過無水乙醇的處理，使UHMW-PE與高嶺土等原料具有較好的相容性，形成良好的結合界面，且成本低，易操作。

耐溫性高從微觀角度就是限制分子的熱運動，對于UHMW-PE就是限制大分子鏈的重排運動，本發明添加一定質量份數的高嶺土，影響了UHMW-PE的結晶形態和結晶度，使得UHMW-PE的結晶邊界模糊，不規則、不均勻，限制了UHMW-PE大分子鏈的重排運動，需要更高的溫度才能使UHMW-PE大分子鏈開始重排運動，這樣使UHMW-PE的熱變形溫度得到提高。

本發明所述的單螺桿超高分子量聚乙烯耐高溫管材的制備方法，包括以下步驟：

將以上原料投入高速混料機混合，升溫至80℃-100℃，然后投入低速混料機冷卻至40℃以下；將混配好的原料投入單螺桿擠出機，通過加溫、加壓，模具成型、定型，連續生產擠出。

其中：高速混料機的轉速850-870rpm，優選860rpm。低速混料機的轉速55-65rpm，優選60rpm。本發明先將各種物料在高速混料機中混合，隨著溫度的升高，UHMW-PE樹脂能達到預塑化狀態，顆粒擴張，與其他物料能更好的相容、分散均勻；然后放入低速混料機混合，以消除高速混合產生的靜電，且降溫到40℃以下，增加物料的流散性，利于投料。

單螺桿擠出機螺筒溫度為80℃-240℃；加溫至240℃-160℃，加壓至10-30Mpa；模具溫度為240℃-160℃。

綜上所述，本發明具有以下優點：