CN101531784B - 高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯共混改性在护套中的应用 - Google Patents

Abstract

高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性在护套中的应用，属于护套制备技术领域。本发明通过高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性，提高了聚乙烯的抗紫外线性能，还提高了力学性能，维卡软化热变形温度，扩大了使用范围，作为护套的基料使用。在黑色和彩色护套加工中，分别加入炭黑、或钛白粉和助剂，能明显提高聚乙烯护套的抗紫外线性能，延长护套的使用寿命。

Description

高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯共混改性在护套中的应用 

技术领域

高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯共混改性在护套中的应用，属于护套制备技术领域。由于护套主要起到保护作用，如果护套的使用年限短，频繁更换，那么会使用大量的人力、物力和财力，造成巨大的经济损失，本发明采用高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性的方法，以此来提高护套的抗紫外线性能，从而延长护套的使用寿命。 

背景技术

聚乙烯是世界上一种最重要的合成树脂，需求量逐年增加，由于聚乙烯有自己独特的结构，使得用途十分广泛，高密度聚乙烯(HDPE)是在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线性分子所组成。聚乙烯用于电线电缆护套中可以作为无卤素阻燃配混料中，可以很好的接受所加入的填料，且仍保留足够好的物理-机械性能及特定的流变行为；在桥梁护套方面，桥梁缆索护套主要起到保护缆索的作用以防止缆索腐蚀，目前国内外常采用热挤聚乙烯护套，聚乙烯护套具有加工性能、耐环境应力开裂性能好等优点。 

然而在特殊的领域，又限制了其使用范围，比如纯的聚乙烯制品较差的抗紫外线性能。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)一般是指相对分子量在150万以上的聚乙烯，耐磨损性能卓越，冲击性能极高，不易粘附异物等特点，尤其在耐化学腐蚀，抗紫外线性能，屏蔽原子辐射方面有独到之处。然而其加工性能较差，利用高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性，可以提高超高分子量聚乙烯的加工性能，同时还可以提高聚乙烯的抗紫外线性能。 

高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯共混改性在护套中的应用，目的是解决了长期暴露在大气中或者长期使用在超强紫外光的照射中，如在桥梁护套方面，桥梁护套是桥梁缆索的第一道防火线，对桥梁缆索产生破坏首先发生在护套上，一旦护套发生破坏，那么缆索就会发生腐蚀，轻则通过换索或者维护延长使用寿命，造成巨大经济损失，重则桥梁坍塌，造成重大安全灾难。为了保证桥梁结构的安全，需对桥梁缆索护套进行深入研究，桥梁缆索护套主要起到保护缆索的作用以防止缆索腐蚀。目前国内外常采用热挤聚乙烯护套，聚乙烯护套具有加工性能、耐环境应力开裂性能好等优点，日本已经研制出可以使用100年的聚乙烯护套的基料，国内常采用进口的聚乙烯用于桥梁护套，如南京长江第三大桥选用欧洲北星双峰专利技术生产的黑色聚乙烯护套，法尔胜公司引进日本的聚乙烯树脂和黑色母粒等等。因此，目前国内桥梁缆索的耐久性不能满足 目前不断发展的大跨径桥梁建设技术，需要进行深入研究。在实际应用中，通过太阳光中紫外线的照射，导致聚乙烯护套的主链断裂，然后在复杂的海洋气候下，对护套产生化学反应和降解，进一步使缆索发生腐蚀瘫痪。采用超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯共混改性，可以互补利弊，获得具有抗紫外线性能的聚乙烯护套的基料。 

发明内容

本发明的目的是提供桥梁缆索护套和电线电缆等护套的一系列抗紫外线产品的基料的制备以及应用。 

本发明的技术方案：高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性在护套中的应用，采用高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯为基料共混改性，在加工过程中，加入炭黑或钛白粉，紫外线吸收剂，猝灭剂，自由基捕捉剂，主抗氧剂和辅抗氧剂； 

共混改性的高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯的重量配比为1-3∶1； 

炭黑或钛白粉的用量为基料重量的2.5％，紫外线吸收剂，猝灭剂，自由基捕捉剂，主抗氧剂和辅抗氧剂的用量分别为基料重量的0.2％； 

所用紫外线吸收剂为ciba公司的Tinuvin 326，猝灭剂为ciba公司的Chimassorb 944，自由基捕捉剂为ciba公司的Tinuvin 783，主抗氧剂为ciba公司的Irganox1010，辅抗氧剂为ciba公司的Irganox PS802：详见(http://www.ciba.com/ind-pla-pol-pop-products.htm)。 

所用高密度聚乙烯选用HDPE5000s，超高分子量聚乙烯选用北京助剂二厂的M-II超高分子量聚乙烯。 

炭黑应用于制造黑色护套中，钛白粉应用于制造彩色护套中。 

高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性料在护套加工中做为基料使用，具有优质的抗紫外线性能，加入炭黑、抗紫外线剂和抗氧剂等助剂，可以做为黑色护套的应用；在彩色护套中，可加入钛白粉、抗紫外线剂、抗氧剂和颜料；提高护套的使用寿命。 

本发明的有益效果：采用高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性，可以互补利弊，获得具有抗紫外线性能的聚乙烯护套的基料。 

具体实施方式

以下面实例来说明本发明的实际应用，下面实例所采用的3KW强紫外光源照射，但本发明的应用不受所述实施例的限制。 

实施例1、基料配方 

分别按照配方进行混合： 

质量份数	配方一	配方二	配方三	配方四
					HDPE	100	70	60	50
UHMWPE	0	30	40	50
					抗紫外老化时间(断裂伸长保留率为80％的时间)	2h	2h	6h	7h

结果表明，随着超高分子量聚乙烯的增加，抗紫外线能力明显提高，说明超高分子量聚乙烯起到了提高抗紫外线性能的作用，同时随着超高分子量聚乙烯的增加，样品的拉伸强度、刚性、和维卡软化点明显提高，可以使用于抗紫外性的耐高温制品中，由于超高分子量聚乙烯的加工性困难，所以添加量要适量。 

实施例2、黑色护套 

炭黑如选用卡博特9A32。(如生产彩色护套，则改用钛白粉(如山东东佳集团的SR-240))。 

分别按照配方进行混合： 

配方	配方一	配方 二	紫外线吸 收剂	猝灭剂	自由基捕捉剂	主抗氧剂	辅抗 氧剂	炭黑
									HDPE	100	50	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	2.5
UHMWPE	0	50	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	2.5
									抗紫外老化时间(断裂伸长保留率为80％的时间)	150h	500h

结果表明，与高密度聚乙烯相比，同样的助剂和炭黑，共混改性的黑色护套的抗紫外线性能得到提高近3.5倍，说明加入超高分子量聚乙烯后，抗紫外线性能得到提高。 

Claims (3)

1.高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯共混改性在护套中的应用，其特征是采用高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯为基料共混改性，在加工过程中，加入炭黑或钛白粉，紫外线吸收剂，猝灭剂，自由基捕捉剂，主抗氧剂和辅抗氧剂；

共混改性的高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯的重量配比为1-3∶1；

炭黑或钛白粉的用量为基料重量的2.5％，紫外线吸收剂，猝灭剂，自由基捕捉剂，主抗氧剂和辅抗氧剂的用量分别为基料重量的0.2％；

所用紫外线吸收剂为ciba公司的Tinuvin 326，猝灭剂为ciba公司的Chimassorb 944，自由基捕捉剂为ciba公司的Tinuvin 783，主抗氧剂为ciba公司的Irganox1010，辅抗氧剂为ciba公司的Irganox PS802。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征是所用高密度聚乙烯选用HDPE5000s，超高分子量聚乙烯选用北京助剂二厂的M-II超高分子量聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征是炭黑应用于制造黑色护套中，钛白粉应用于制造彩色护套中。