[發明專利]一種船用增強聚乙烯材料、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202210875894.3
• 申請日: 2022-07-25
• 公開（公告）號: CN115197490A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 潘巖;王普
• 申請（專利權）人: 泛海海工（山東）智能裝備有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L77/10;C08L23/28;C08K9/02;C08K7/06;C08K9/04;C08K7/10;C08J5/06
• 代理公司: 青島科通知橋知識產權代理事務所(普通合伙) 37273
• 代理人: 張曉

本發明涉及一種船用增強聚乙烯材料、制備方法及應用，按照重量份數，包括如下組分：高密度聚乙烯80?100份、低密度聚乙烯10?20份、改性納米碳纖維1?10份、改性納米芳綸纖維2?10份、改性納米氮化硅纖維1?10份、炭黑聚乙烯母料10?50份、UV聚乙烯母料5?20份、氯化聚乙烯10?20份、增韌劑1?4份、聚乙烯蠟1?5份。本發明材料高溫下機械性能提升幅度約60％；材料溫度在90℃以上機械性能仍能滿足船舶結構的要求。

技術領域

本發明涉及一種改性聚乙烯復合材料，特別涉及一種船用增強聚乙烯材料、制備方法及應用。

背景技術

我國漁業船舶發展現狀為：小型漁船多，大型船舶少；木質漁船多，鋼質漁船少。目前，國內長15m以下的各類小型漁業船舶大多數都是木船，少數為鐵船和玻璃鋼船等，隨著國家對低碳、節能、環保的日益重視，對水環境防污染要求的不斷提高，以及用戶對小型漁業船舶使用要求的提升，耐腐蝕、耐碰撞的聚乙烯船開始嶄露頭角，這種環保特性最好的新型船舶，有望成為小型漁業船舶領域替代木船、鐵船和玻璃鋼船的新一代船舶。

聚乙烯船體目前主要有兩種加工成型工藝：一是直接滾塑成型，二是先加工成聚乙烯板材后通過焊接形成船體結構。

滾塑工藝整體一次成型，無接縫，無內應力，不易變形，但受模具限制較大，船殼厚度小，無法建造長度大于12米的船舶。現有技術中長度12米以下的船舶使用海況較低，通常不超過2級海況，限制聚乙烯船舶的適合工況和使用范圍，成為聚乙烯船舶推廣的主要障礙。

焊接成型所用板材為加壓擠出，船體經模塊化熱成型，組裝焊接而成，工藝簡單，投資少，成本低，船型設計靈活，可做的更大；船舶整體強度，耐腐蝕，耐環境能力優于滾塑成型船舶。

現有技術中一些特殊需求，如在保證高強度的情況下，減輕船舶重量,對聚乙烯材料提出了新的挑戰。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺點和不足，本發明的目的首先是提供一種質量輕、增強的船用聚乙烯材料。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：

一種船用增強聚乙烯材料，按照重量份數，包括如下組分：高密度聚乙烯80-100份、低密度聚乙烯10-20份、改性納米碳纖維1-10份、改性納米芳綸纖維2-10份、改性納米氮化硅纖維1-10份、炭黑聚乙烯母料10-50份、UV聚乙烯母料5-20份、氯化聚乙烯10-20份、增韌劑1-4份、聚乙烯蠟1-5份。

優選的是，高密度聚乙烯為伊朗石化HD7000F；低密度聚乙烯為燕山石化5200B。

優選的是，改性納米碳纖維為表面經氧等離子體處理過的納米碳纖維，改性納米芳綸纖維經硅烷偶聯劑改性得到，改性納米氮化硅纖維采用聚丙烯酰氯對納米氮化硅纖維接枝改性。

優選的是，炭黑聚乙烯母料中炭黑含量40-65％。

優選的是，UV聚乙烯母料中光穩定劑占UV聚乙烯母料的質量百分比為0.2-0.4％，抗氧劑占UV聚乙烯母料的質量百分比為0.1-0.3％，硅烷偶聯劑占UV聚乙烯母料的質量百分比為0.1-0.6％；光穩定劑為光穩定劑UV-326；抗氧劑為抗氧劑1001。

優選的是，增韌劑為馬來酸酐接枝高密度聚乙烯(接枝率≥0.5％)。

優選的是，氯化聚乙烯的數均分子量為8000-120000。

本發明還提供制備上述船用增強聚乙烯材料的方法，將各組分加入雙螺桿擠出機中擠出，水冷拉條切粒。

本發明還提供采用上述船用增強聚乙烯材料制造船的方法，包括如下步驟：

將所述材料加入擠出機中，采用高壓擠出的方式生產出所需要的板材，根據船的外形和尺寸，切割，對所有構件預熱彎曲，利用焊條加熱焊接成型。