[發明專利]一種增強聚乙烯管材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011521731.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112662111B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 梁麗;葉林;吳步永;孔令舉;梁恒遠;趙曉文
• 申請（專利權）人: 安徽瑞琦塑膠科技有限公司;四川大學
• 主分類號: C08L51/06
• 分類號: C08L51/06;C08L23/06;C08L35/06;C08K5/134;C08K5/20;C08F255/02;C08F222/06;C08F226/02;C08F216/14;C08F220/06;C08F220/56
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本發明提供一種增強聚乙烯管材料及其制備方法，其特點是利用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)極高的分子纏結密度及強韌性，通過分別在PE管材料及UHMWPE分子上接枝反應性基團，采用簡便高效的反應性熔融加工方法實現兩相分子在界面上的反應，并引入較低分子量UHMWPE(L?UHMWPE)構建聚乙烯管材料與UHMWPE相匹配的粘度梯度，從而構筑兩相界面分子間強相互作用，促使界面分子間擴散，形成界面高度分子纏結，獲得良好界面相容性，實現UHMWPE在聚乙烯管材料基體中的良好分散，顯著提升聚乙烯管材料的強韌性。

技術領域

本發明涉及一種增強聚乙烯管材料及其制備方法，屬于聚合物加工領域。

背景技術

聚乙烯(PE)管材綜合性能優異，廣泛用于建筑給排水、燃氣輸送、電工電訊防護及農業灌溉等領域；近年來，隨管網輸送壓力增大、管道口徑增加及對管網安全性要求的日益提高，對PE管材的耐壓強度及使用壽命提出了更高要求。為此，人們開展了大量工作對PE管材料進行力學性能改性研究。冉崇文等，合成樹脂及塑料，2018,(4),31-33，描述了石墨烯增強PE管材料的研究，表明復合材料的彎曲模量可從純PE的1080MPa提升至1160MPa。王春廣等，塑料科技，2016,(44),32-36，對玻璃纖維改性PE管材料進行了研究，發現當加入20wt％的玻璃纖維時，復合材料的拉伸強度較純PE提升了10％。馮宗東等，工程塑料應用，2016,(44),110-114，采用玄武巖纖維增強PE管材料，當玄武巖纖維用量為20wt％時，復合材料的拉伸強度較純PE提高了60％，由25MPa提高至40MPa。以上改性方法中，采用纖維·、無機納米粒子等雖可在一定程度上提高PE管材料力學強度，但由于填料與PE基體間缺乏強相互作用，其增強效果有限，并伴隨PE管材料韌性的顯著降低。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種增強聚乙烯管材料及其制備方法，其特點是利用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)極高的分子纏結密度及強韌性，通過分別在PE管材料及UHMWPE分子上接枝反應性基團，采用簡便高效的反應性熔融加工方法實現兩相分子在界面上的反應，并引入較低分子量UHMWPE(L-UHMWPE)構建聚乙烯管材料與UHMWPE相匹配的粘度梯度，從而構筑兩相界面分子間強相互作用，促使界面分子間擴散，形成界面高度分子纏結，獲得良好界面相容性，實現UHMWPE在聚乙烯管材料基體中的良好分散，顯著提升聚乙烯管材料的強韌性。

本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料分數除特殊說明外，均為重量份數。

一種增強聚乙烯管材料的起始主要原料配方組分為：

其中，UHMWPE分子量為500-1100萬，L-UHMWPE分子量為40-500萬；

反應性單體1為馬來酸酐(MA)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)、順丁烯二酸酐(BA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、烯丙基縮水甘油醚(AGE)中的任一種；

反應性單體2為丙烯酰胺(AM)、烯丙胺(AP)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)中的任一種；

引發劑1為過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈、過氧化二異丙苯中的任一種；

引發劑2為二苯甲酮、2,4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮、2-苯基芐-2-二甲基胺-1-(4-嗎啉芐苯基)丁酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的任一種；

抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即：Irganox1010)，N,N'-雙-[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基]己二胺(即：Irganox1098)，β-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯(即：Irganox?1076)，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(即：BHT(264))中的任一種；