[發明專利]一種超高分子量聚乙烯管材及其生產工藝

有效

• 申請號: 202110271873.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113105680B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 曹賢武;金圣橋;何光建
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;B29D23/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種超高分子量聚乙烯管材及其生產工藝。該工藝包括：將超高分子量聚乙烯材料擠入機頭，將低密度聚乙烯材料擠入機頭，兩種材料在機頭處匯合，由機頭擠出成型為復合管材，超高分子量聚乙烯材料形成復合管材的內壁層，低密度聚乙烯材料形成復合管材的外壁層；將復合管材通過車削除去外壁層，得到所述超高分子量聚乙烯管材。本發明在保證超高分子量聚乙烯管材優異性能的同時，利用低密度聚乙烯的潤滑性改善了其熔體破裂帶來的表面質量、力學強度下降等缺陷；其生產設備具有改裝簡單，成本較低等優點。

技術領域

本發明屬于塑料管材加工技術領域,特別涉及一種超高分子量聚乙烯管材及其生產工藝。

背景技術

超高分子量聚乙烯是一種綜合性能優異的高分子熱塑性工程塑料，具有超強的耐磨性、自潤滑性，同時強度較高、化學性質穩定、抗老化性能較強。但是超高分子量聚乙烯在熔融狀態下流動性極差，其熔體指數幾乎為零，這大大影響了其加工性能。超高分子量聚乙烯目前常用的加工方法有壓制燒結、擠出成型和注塑成型等。超高分子量聚乙烯管材是以超高分子量聚乙烯為主要原材料，其在繼承了原材料優秀的特性之外，還具有質輕，安裝施工方便，耐低溫性強的特點。當前超高分子量聚乙烯管材的生產方式通常是用一臺擠出機直接擠出，由于超高分子量聚乙烯加工性能差，塑料熔體很難達到完全熔融狀態而形成統一狀態，這使得擠出的管材表面質量差，進而影響制品的性能。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種超高分子量聚乙烯管材及其生產工藝。

本發明的目的在克服現有技術不足，提供一種保證管材表面質量與力學性能，生產設備改裝簡單，成本較低的超高分子量管材。

本發明的另一目的還在于提供一種超高分子量聚乙烯管材的生產設備。

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。

本發明提供的超高分子量聚乙烯管材是由內壁層與外壁層構成；內壁層由超高分子量聚乙烯材料構成，物料由擠出機主機進入機頭口模，為管材主體；外壁層作為犧牲層由低密度聚乙烯材料構成，物料從擠出機輔機進入，兩種物料在擠出機機頭處匯合后成型為復合管材；之后通過車削方式加工掉低密度聚乙烯外壁層，得到超高分子量聚乙烯管材。

本發明提供的超高分子量聚乙烯管材的生產工藝，具體包括如下步驟：

(1)將超高分子量聚乙烯材料由擠出機主機進入機頭，將低密度聚乙烯材料由擠出機輔機進入機頭，所述擠出機主機與擠出機輔機共用一個機頭，兩種材料在機頭匯合，由機頭擠出成型為復合管材，超高分子量聚乙烯材料形成復合管材的內壁層，低密度聚乙烯材料形成復合管材的外壁層；

(2)將步驟(1)所述復合管材通過車削除去外壁層，得到所述超高分子量聚乙烯管材。

進一步地，步驟(1)所述超高分子量聚乙烯材料為UHMWPE。

進一步地，步驟(1)所述低密度聚乙烯材料為LDPE。

進一步地，步驟(1)所述擠出機主機和擠出機輔機均由傳動裝置、料斗和料筒組成；所述傳動裝置、料斗和料筒依次連接。

進一步地，擠出機主機的傳動裝置為螺桿傳動裝置；該螺桿傳動裝置的螺桿直徑為80-120mm；螺桿長徑比L/D＝20-25；螺桿轉速12-15r/min；所述傳動裝置的喂料速度為12-15kg/h。

優選地，擠出機主機的傳動裝置為螺桿傳動裝置；該螺桿傳動裝置的螺桿直徑為90mm；螺桿長徑比L/D＝25。

進一步地，擠出機主機的料筒為分段式加熱機筒；所述料筒的第一段加熱溫度為140-160℃，料筒的第二段加熱溫度為160-180℃，料筒的第三段加熱溫度為180-210℃。