CN102382344B - 一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物及其制法 - Google Patents

一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物及其制法 Download PDF

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Abstract

一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物及其制法。该组合物由以下质量比例的原料加工制成：超高分子量聚乙烯∶含氟聚合物加工助剂∶聚乙烯蜡∶硬脂酸钙/硬脂酸锌复合物∶复合抗氧剂∶碳黑＝100份∶0.01～0.1∶1～8∶0.1～1.0∶0.1～0.5∶0.5～3。将超高分子量聚乙烯树脂放入，启动混合机，先将硬脂酸钙和硬脂酸锌复合物投入混合机中混合1～2小时后，依次加入复合抗氧剂、聚乙烯蜡、含氟聚合物加工助剂和碳黑，混合2～3小时，按GB/T1636检测堆密度，密封包装。通过以上方法制备的超高分子量聚乙烯管材组合物具有优良的耐热氧老化性能，200℃氧化诱导期大于30分钟，同时具有优良的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性、耐热氧老化性能和挤出加工性能。

Description

一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物及其制法
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物及其制法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight Polyethylene，简称UHMWPE)一般指相对分子质量超过150万的聚乙烯(PE)，而普通PE的相对分子质量一般仅为2万～30万，国产UHMWPE的相对分子质量可达400万～500万，而德国生产的UHMWPE的相对分子质量高达1000万。
UHMWPE极高的相对分子质量赋予它极其优异的性能：
①极好的耐环境应力开裂性，是普通高密度聚乙烯(HDPE)的200倍、普通塑料的5～10倍；
②极强的耐磨性，居塑料首位，是普通塑料的5-7倍、钢管的7-10倍；
③极高的耐冲击性，冲击强度在现有塑料中最高，即使在-70℃条件下仍保持相当高的冲击强度；
④优异的自润滑性，与聚四氟乙烯(PTFE)相当；
⑤优良的化学稳定性、电绝缘性、耐疲劳性和耐候性；
⑥无毒、不吸水、密度小、不粘附、抗静电、吸噪音，并且易于机械加工，可着色。
UHMWPE是现有的优质工程塑料，用其制成的管材与其它塑料管材和金属管材相比，在许多方面都具有明显的优势。
虽然UHMWPE具有上述优异的性能，但正是由于其超高的相对分子质量导致了其熔体粘度极高(达1×108Pa·s)，流动性极差，临界剪切速率极低，加工时极易产生熔体破裂，很难用常规的塑料成型设备和工艺加工。要想用普通挤出设备挤出UHMWPE管材，必须对其进行改性，即通过各种手段改善UHMWPE的流动性，或者对成型设备进行改进，或者采用新的成型加工技术。
中国专利CN101134827和CN1807062采用液晶聚合物改性UHMWPE，液晶聚合物具有优异的力学性能、耐磨性和流动性，将液晶聚合物与UHMWPE进行复合，可使UHMWPE的加工性能得到明显的改善，并使其力学性能和耐磨性能得到提高，不足之处是加工温度高达250-300℃，能耗较高，且专利中没有提及耐热氧老化性能，对于UHMWPE管材来说，耐热氧老化性能也是一项很重要的指标，影响到管材的使用寿命。
中国专利CN1428370将85-95％超高分子量聚乙烯、3-15％聚硅氧烷、0.2-2％抗氧剂混合、搅拌均匀，在真空干燥箱内40-60℃烘干5-7小时，将经干燥的原料进行挤出造粒，这种共混料由于加入有机硅作为改性剂，流动性得到极大的提高，所制备的UHMWPE管材具有极好的耐磨性、耐腐蚀性和耐低温性，但该专利对专用料进行了造粒，成本较高，专利中也没有提及耐热氧老化性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯管材组合物，它与现有的此类组合物相比，采用氟弹性体改性，且混入特定的抗氧体系，使组合物具有优良的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性、耐热氧老化性能和挤出加工性能。
本发明的目的还在于提供一种制备本发明组合物的方法，该方法可以保证各组分混合均匀，制备出的组合物堆密度高，可以提高挤出加工效率。
本发明是通过如下技术方案实施的：
研制一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物，由以下质量比例的原料加工制成：
超高分子量聚乙烯∶含氟聚合物加工助剂∶聚乙烯蜡∶硬脂酸钙/硬脂酸锌复合物∶复合抗氧剂∶碳黑＝100份∶0.01～0.1∶1～8∶0.1～1.0∶0.1～0.5∶0.5～3
其中，
所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量范围设置为150×104～400×104；
所述的含氟聚合物加工助剂设置为偏二氟乙烯的氟化共聚物；
所述的硬脂酸钙/硬脂酸锌复合物的质量比例设置为1～3∶1；
所述的复合抗氧剂设置为A受阻酚类抗氧剂和B亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，质量比例设置为A∶B＝1∶1～3；
所述的超高分子量聚乙烯组合物的性状是：黑色粉状混合物料，堆密度高(≥0.48g/cm3)，可以提高挤出加工效率(挤出速度可达≥3m/h)；
拉伸断裂应力，MPa，26～29；拉伸断裂应变，％，260～340；简支梁冲击强度，kJ/m2，不断裂；拉伸屈服强度，MPa，23～26；氧化诱导期，min，35～68；磨损率，％，0.05～0.50；挤出性能Φ159mm，m/h，3。
上述的组合物，其特征是所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量范围设置为200×104～300×104。
上述的组合物，由以下质量比例的原料加工制成：
超高分子量聚乙烯∶含氟聚合物加工助剂∶聚乙烯蜡∶硬脂酸钙/硬脂酸锌复合物∶复合抗氧剂∶碳黑＝100份∶0.03～0.08∶3～5∶0.1～1.0∶0.1～0.5∶0.5～3。
上述组合物的制备方法，其特征是在合适容积的锥型混合机中，将超高分子量聚乙烯树脂放入，启动混合机，先将硬脂酸钙和硬脂酸锌复合物投入混合机中混合1～2小时后，依次加入复合抗氧剂、聚乙烯蜡、含氟聚合物加工助剂和碳黑，混合2～3小时，按GB/T1636检测堆密度，一般大于0.45g/cm3，密封包装。
发明的效果
通过以上方法制备的超高分子量聚乙烯管材组合物具有优良的耐热氧老化性能，200℃氧化诱导期大于30分钟，同时具有优良的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性、耐热氧老化性能和挤出加工性能。
具体实施方式
实施例1(配量比均为质量份数，以下同)
超高分子量聚乙烯(粘均分子量120×104)    100
聚乙烯蜡                                2
硬脂酸钙                                0.2
硬脂酸锌                                0.5
复合抗氧剂0.1
**(含氟聚合物加工助剂FX-5920            0.1
碳黑                                    2
所需原料，均为市售商品，其中，**(含氟聚合物加工助剂FX-5920为美国3M公司含氟聚合物加工助剂PPA系列产品(例如，FX-5911、5920、5924)中的一种型号，在一些领域也称“流变剂”、“光亮剂”、“爽滑剂”等等。是由美国3M公司开发的一类由含氟高分子聚合物为基础结构的添加剂，它能帮助您改善聚合物的加工性能。
以下各实施例同此。
实施例2
超高分子量聚乙烯(粘均分子量185×104)     100
聚乙烯蜡                                 3
硬脂酸钙                                 0.3
硬脂酸锌                                 0.1
复合抗氧剂                               0.2
含氟聚合物加工助剂FX-5920                0.08
碳黑                                     1.5
实施例3
超高分子量聚乙烯(粘均分子量202×104)     100
聚乙烯蜡                                 4
硬脂酸钙                                 0.2
硬脂酸锌                                 0.5
复合抗氧剂                               0.3
含氟聚合物加工助剂FX-5920                0.06
碳黑                                     1.2
实施例4
超高分子量聚乙烯(粘均分子量237×104)     100
聚乙烯蜡                                 5
硬脂酸钙                                 0.5
硬脂酸锌                                 0.1
复合抗氧剂                               0.3
含氟聚合物加工助剂FX-5920                0.02
碳黑                                     1
实施例5
超高分子量聚乙烯(粘均分子量256×104)     100
聚乙烯蜡                                 8
硬脂酸钙                                 0.2
硬脂酸锌                                 0.1
复合抗氧剂                               0.3
含氟聚合物加工助剂FX-5920                0.01
碳黑                                     0.8
实施例6
超高分子量聚乙烯(粘均分子量278×104)     100
聚乙烯蜡                                 7
硬脂酸钙                                 0.1
硬脂酸锌                                 0.3
复合抗氧剂                               0.4
含氟聚合物加工助剂FX-5920                0.01
碳黑                                     0.5
实施例7
超高分子量聚乙烯(粘均分子量295×104)    100
聚乙烯蜡                                4
硬脂酸钙                                0.3
硬脂酸锌                                0.2
复合抗氧剂                              0.25
含氟聚合物加工助剂FX-5920               0.03
碳黑                                    1
实施例8
超高分子量聚乙烯(粘均分子量323×104)    100
聚乙烯蜡                                7
硬脂酸钙                                0.2
硬脂酸锌                                0.1
复合抗氧剂                              0.3
含氟聚合物加工助剂FX-5920               0.01
碳黑                                    0.8
实施例9
超高分子量聚乙烯(粘均分子量358×104)    100
聚乙烯蜡                                5
硬脂酸钙                                0.3
硬脂酸锌                                0.4
复合抗氧剂                              0.4
含氟聚合物加工助剂FX-5920               0.03
碳黑                                    0.5
实施例10
超高分子量聚乙烯(粘均分子量376×104)    100
聚乙烯蜡                                1
硬脂酸钙                                0.4
硬脂酸锌                                0.4
复合抗氧剂                              0.4
含氟聚合物加工助剂FX-5920               0.1
碳黑                                    1
*按以上各实施例的组合配方配制管材料，测试数据见表1
Figure BDA0000025494450000041
Figure BDA0000025494450000051

Claims (4)

1.一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物，由以下质量比例的原料加工制成：
超高分子量聚乙烯∶含氟聚合物加工助剂∶聚乙烯蜡∶硬脂酸钙/硬脂酸锌复合物∶复合抗氧剂∶碳黑=100份∶0.01～0.1∶1～8∶0.1～1.0∶0.1～0.5∶0.5～3
其中，
所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量范围设置为150×104～400×104；
所述的含氟聚合物加工助剂设置为偏二氟乙烯的氟化共聚物；
所述的硬脂酸钙/硬脂酸锌复合物的质量比例设置为1～3∶1；
所述的复合抗氧剂设置为A受阻酚类抗氧剂和B亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，质量比例设置为A∶B=1∶1～3；
所述的超高分子量聚乙烯管材组合物的性状是：
黑色粉状混合物料，堆密度≥0.48g/cm3，挤出速度≥3m/h；
拉伸断裂应力，MPa，26～29；拉伸断裂应变，%，260～340；简支梁冲击强度，kJ/m2，不断裂；拉伸屈服强度，MPa，23～26；氧化诱导期，min，35～68；磨损率，％，0.05～0.50。
2.按照权利要求1所述的组合物，其特征是所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量范围设置为200×104～300×104。
3.按照权利要求1所述的组合物，由以下质量比例的原料加工制成：
超高分子量聚乙烯∶含氟聚合物加工助剂∶聚乙烯蜡∶硬脂酸钙/硬脂酸锌复合物∶复合抗氧剂∶碳黑=100份∶0.03～0.08∶3～5∶0.1～1.0∶0.1～0.5∶0.5～3。
4.按照权利要求1、2或3所述组合物的制法，其特征是在合适容积的锥型混合机中，将超高分子量聚乙烯树脂放入，启动混合机，先将硬脂酸钙和硬脂酸锌复合物投入混合机中混合1～2小时后，依次加入复合抗氧剂、聚乙烯蜡、含氟聚合物加工助剂和碳黑，混合2～3小时，按GB/T1636检测堆密度,密封包装。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103788445B (zh) * 2012-10-30 2016-02-24 中国石油化工股份有限公司 一种高分子量聚乙烯组合物
CN103789860A (zh) * 2012-10-30 2014-05-14 中国石油化工股份有限公司 一种高分子量聚乙烯纤维及其制备方法和应用
CN104031305B (zh) * 2014-05-08 2017-09-12 上海化工研究院有限公司 超高分子量聚乙烯管材的专用料及其制备和应用
CN104262677A (zh) * 2014-10-18 2015-01-07 江苏爱特恩东台新材料科技有限公司 一种复合抗氧剂的制备及其应用
CN105801986A (zh) * 2016-05-05 2016-07-27 日丰科技有限公司 一种pe-rt管材用加工助剂母粒及其制备方法
CN106750724A (zh) * 2016-07-21 2017-05-31 佛山瑞箭体育器材有限公司 一种用于制备超高分子量聚乙烯管材的组合物
CN108239320A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 上海邦中高分子材料有限公司 一种耐磨管道料及其制备方法
CN107312222A (zh) * 2017-06-14 2017-11-03 山西华星管业科技有限公司 生产超高分子量聚乙烯管材的改性助剂及管材
CN107266832A (zh) * 2017-06-23 2017-10-20 山西华星管业科技有限公司 生产超高分子量聚乙烯管材的改性助剂及管材
CN109181065A (zh) * 2018-08-19 2019-01-11 福建师范大学泉港石化研究院 一种用于制备uhmwpe/hdpe管材的组合物
CN109608754B (zh) * 2018-12-25 2022-05-17 山东东宏管业股份有限公司 一种高耐磨聚烯烃管道专用料及其制备方法
CN110698747B (zh) * 2019-10-10 2021-12-31 扬中市长龙管业有限公司 一种抗蠕变性耐冲击的pe管材及其生产方法
CN113337026A (zh) * 2021-06-25 2021-09-03 广西顺通高分子材料科技有限公司 一种耐腐蚀pe排水管制备工艺
CN115703904A (zh) * 2021-08-09 2023-02-17 中国石油化工股份有限公司 一种高耐热聚乙烯管材组合物及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101240092A (zh) * 2008-03-14 2008-08-13 株洲时代新材料科技股份有限公司 超高分子量聚乙烯低摩耐磨复合材料及其制备和用途
CN101585941A (zh) * 2008-05-23 2009-11-25 乐少兵 超高分子量聚乙烯制品

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0207759A (pt) * 2001-03-02 2004-04-27 Exxonmobil Res & Eng Co Composição polimérica, e, método para melhorar o fluxo metálico do polìmero termoplástico adequado para a formação de artigos rigidos formatados

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101240092A (zh) * 2008-03-14 2008-08-13 株洲时代新材料科技股份有限公司 超高分子量聚乙烯低摩耐磨复合材料及其制备和用途
CN101585941A (zh) * 2008-05-23 2009-11-25 乐少兵 超高分子量聚乙烯制品

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