[發(fā)明專利]一種高取向、熱老化性能好的硬質(zhì)管材用聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111187460A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高蘇閩;趙麗萍;吳俊;張鍇;蔡青;周文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海普利特復(fù)合材料股份有限公司;重慶普利特新材料有限公司;浙江普利特新材料有限公司;上海普利特材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L51/06;C08L91/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

本發(fā)明公開了一種高取向、熱老化性能好的硬質(zhì)管材用聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，該改性聚乙烯主要由支化度低的雙峰高密度聚乙烯85～95份、超高分子量聚乙烯5～10份、其他助劑1～3份組成。主要將超高分子量聚乙烯粉末、助劑以及有較好韌性的支化低的雙峰高密度聚乙烯通過雙螺桿或注塑機(jī)共混擠出成型而得改性聚乙烯粒子。雙峰高密度聚乙烯具備的高分子量、高支化度和低分子量低支化度兩部分組分，給聚合物提供良好機(jī)械性能的同時(shí)又能改善材料的加工性能，提高了體系的穩(wěn)定性；且相對分子質(zhì)量高的組分占比越多，行成的高密度聚乙烯熔體強(qiáng)度越大。同時(shí)，支化度較低的聚乙烯內(nèi)部結(jié)構(gòu)中含有較少的shish?kebab晶體和較多的部分取向片晶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高取向、熱老化性能好的硬質(zhì)管材用聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，屬于聚乙烯管材技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高密度聚乙烯(HDPE)管材密度低、強(qiáng)度高、韌性好且耐用性優(yōu)良，因此有望替代老化的金屬輸水管道。

從二十世紀(jì)八十年代起，聚乙烯(PE)被首次應(yīng)用到管道，之后在運(yùn)輸或配送水和天然氣的市場地位越來越高。與其它用作管材方面的材料相比較，聚乙烯管材密度低、耐腐蝕，且具有高的延展性。而比起單峰高密度聚乙烯，相對分子量分布呈現(xiàn)雙峰裝的雙峰高密度管材用聚乙烯樹脂具有良好的力學(xué)性能和加工性能。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的極高的分子量賜予其很多優(yōu)秀的性能，如耐老化、抗沖擊等等。將超高分子量聚乙烯與高密度聚一下共混，對復(fù)合材料熔體流動(dòng)性能和力學(xué)性能有著優(yōu)越的提升，能夠制備出一種加工性能良好，同時(shí)又具有優(yōu)異的力學(xué)性能的HDPE增強(qiáng)材料。

常用的改性方法有共混、增塑及共聚改性。其中共混改性是較為常用的改性方式，它可以有效提高聚合物的機(jī)械性能及加工性能，降低成本。由于無機(jī)填料和聚合物基體的相容性較差，復(fù)合時(shí)容易在界面上形成空隙和缺陷，導(dǎo)致界面強(qiáng)度較低。而使用偶聯(lián)劑對填料表面處理可解決此問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種一種高取向、熱老化性能好的硬質(zhì)管材用聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，主要將超高分子量聚乙烯、助劑以及支化度低的雙峰高密度聚乙烯通過雙螺桿或注塑機(jī)共混擠出成型而得改性聚乙烯粒子。其中雙峰高密度聚乙烯具備的高分子量、高支化度和低分子量低支化度兩部分組分，給聚合物提供良好機(jī)械性能的同時(shí)又能改善材料的加工性能，提高了體系的穩(wěn)定性；且相對分子質(zhì)量高的組分占比越多，行成的高密度聚乙烯熔體強(qiáng)度越大。同時(shí)，支化度較低的聚乙烯內(nèi)部結(jié)構(gòu)中含有較少的shish-kebab晶體和較多的部分取向片晶。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高取向、熱老化性能好的硬質(zhì)管材用聚乙烯復(fù)合材料，由下列按照重量份計(jì)的原料制備而成：

支化度低的雙峰高密度聚乙烯：85～95份；

超高分子量聚乙烯：5～15份；

其他助劑：1～3份；

其中，所述的雙峰高密度聚乙烯材料是指在190℃，2.16Kg條件下材料的流動(dòng)速度在0.2g/10min到1g/10min的、且支化度較低、分子量分布呈雙峰形式的高密度聚乙烯。

所述的超高分子量聚乙烯為粘均分子量在250-300W之間的超高分子量聚乙烯粉末。

所述其他助劑由下列成分按照重量份數(shù)制備而成：

雙峰高密度聚乙烯：85～95份；

相容劑：0.3～2份；

潤滑劑：0.3～2份；

偶聯(lián)劑：0.3～2份。

所述的表面偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑其中的一種或多種。