CN101696291A - 耐磨超高分子量聚乙烯管材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种耐磨超高分子量聚乙烯管材及其制造方法。属于高分子化合物的组合物，包括如下按照重量份数计的原料组分：粘均分子量280-285万的超高分子量聚乙烯95-98，分子量1000-1500的聚乙烯蜡1.8-4.8，炭黑0.1-0.3。提供了一种耐腐蚀、抗粘附、抗压、抗冲击、表面硬度高，耐磨性能好，机械强度高、热变形温度高，方便加工、使用寿命长、制造成本低的耐磨超高分子量聚乙烯管材及其制造工艺简单、生产成本较低的制造方法。作为钢管的替代产品，满足了市场需求。避免了钢管本身存在的耐腐蚀、耐磨性和抗粘附性能差的缺陷。广泛用于冶金、电力、造纸、化工、机械、石油等行业的废水、废渣以及腐蚀性介质的输送。

Description

耐磨超高分子量聚乙烯管材及其制造方法

技术领域

本发明是一种耐磨超高分子量聚乙烯管材及其制造方法。属于高分子化合物的组合物，特别涉及改性超高分子量聚乙烯管材。

背景技术

随着经济的快速发展，钢管的需求量迅速增加。但是作为钢管生产的原料铁矿石属不可再生资源，由于铁矿石的过度采出，造成资源短缺，致使市场钢管的价格不断升高。钢管替代产品的开发，实属市场急需。另外，钢管本身还存在耐腐蚀、耐磨性和抗粘附性能差的缺陷，有待改进。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管材耐磨、耐腐蚀、化学稳定性好，表面极性低，属难溶解、难粘附材料，特别适合于输送具有腐蚀性、粘附性、强磨损性的流体物料。是钢管替代产品的首选管材。但存在表面硬度较低、机械强度不高、热变形温度较低、耐高温性能差、加工粘度较高、流动性差等不足，所以加工起来比较困难，而且用于强磨损物料输送，耐磨性能还显得不足。

一种耐腐蚀、抗粘附、抗压、抗冲击、表面硬度高，耐磨性能大大提高，机械强度高、热变形温度高、方便加工，使用寿命长，制造成本低的耐磨超高分子量聚乙烯管材及其制造方法，是业内人士所期待的。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供耐腐蚀、抗粘附、抗压、抗冲击、表面硬度高，耐磨性能大大提高，机械强度高、热变形温度高、方便加工，使用寿命长，制造成本低的耐磨超高分子量聚乙烯管材。

本发明的目的还在于提供一种耐磨超高分子量聚乙烯管材的制造工艺简单、生产成本较低的制造方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的耐磨超高分子量聚乙烯管材，其特征在于包括如下按照重量份数计的原料组分：

粘均分子量280-285万的超高分子量聚乙烯    95-98

分子量1000-1500的聚乙烯蜡                1.8-4.8

炭黑                                     0.1-0.3。

本发明采用粘均分子量≥280万的超高分子量聚乙烯为主要树脂组分，其耐磨性居塑料之冠，比尼龙66和聚四氟乙烯高4倍，比碳钢高6倍；冲击强度列塑料之首，为PC的2倍，ABC的5倍，且能在液氮温度-196℃下，保持高韧性；自润滑性与聚四氟乙烯相当，摩擦系数仅为0.07-0.11；冲击能吸收值在所有塑料中为最高值，消音效果好；化学稳定性很高，在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀介质及有机介质的作用；抗粘附能力极强，仅次于聚四氟乙烯；完全卫生无毒，可用于接触食品和药物；密度在所有工程塑料中最小，比聚四氟乙烯轻56％。

聚乙烯腊在超高分子聚乙烯管材的生产中起到很大作用，它的添加明显的改善了塑料在加工成型时的流动性和脱模性。

碳黑的电阻率在0.2-10欧.厘米之间，炭黑的添加可以提高超高分子量聚乙烯管材的导电性，提高管材表面硬度和机械强度、提高热变形温度和耐高温性能差。

超高分子量聚乙烯、聚乙烯蜡和炭黑的巧妙复合，所组成的组合物为制得本发明的管材奠定了物质基础，从而完成了本发明。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的耐磨超高分子量聚乙烯管材，其特征在于包括如下按照重量份数计的原料组分：

粘均分子量280-285万的超高分子量聚乙烯    96-97

分子量1000-1500的聚乙烯蜡                2.8-4.5

炭黑                                     0.1-0.2。

以上配方是发明人公开的优选的技术方案。

本发明的耐磨超高分子量聚乙烯管材，其特征在于包括如下按照重量份数计的原料组分：

粘均分子量280万的超高分子量聚乙烯        96-97

分子量1500的聚乙烯蜡        2.8-4.5

炭黑                        0.1-0.2。

以上配方是发明人公开的一个最优的技术方案。

下面提供一个本发明的耐磨超高分子量聚乙烯管材的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

a.混料

准确称取超高分子量聚乙烯96-98重量份，聚乙烯蜡1.8-4.8重量份和炭黑0.1-0.3重量份，混匀，备用；

b.挤出成型

采用单螺杆挤出系统，在30MPa压力下，连续挤出成型，制得耐磨超高分子量聚乙烯管材。

利用本发明的制造方法制造的耐磨超高分子量聚乙烯管材具有优异的耐磨性，耐磨强度是碳钢的7倍；摩擦系数小，不粘附性好；抗冲击强度高，尤其是低温抗冲击性优异，是目前已知塑料中最高的；优异的化学稳定性；除极少数溶剂对其有腐蚀性外，常见的无机、有机酸、碱、盐和有机溶剂对这种材料都没有腐蚀性。超高分子量聚乙烯在化学稳定性上类似于聚四氟乙烯，是一种惰性材料；优异的抗老化性能，在自然日照条件下，超高分子量聚乙烯的老化寿命为50年。

本发明的耐磨超超高分子量聚乙烯管材及其制造方法相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，并能产生如下技术效果：

1.提供了一种耐腐蚀、抗粘附、抗压、抗冲击、表面硬度高，耐磨性能大大提高，机械强度高、热变形温度高、方便加工，使用寿命长，制造成本低的耐磨超高分子量聚乙烯管材。

2.提供了一种耐磨超高分子量聚乙烯管材的制造工艺简单、生产成本较低的制造方法。

3.作为钢管的替代产品，满足了市场需求。避免了钢管本身存在的耐腐蚀、耐磨性和抗粘附性能差的缺陷。

4.制造成本低、使用寿命长。

5.广泛用于冶金、电力、造纸、化工、机械、石油等行业的废水、废渣以及腐蚀性介质的输送。

具体实施方式

本发明下面将结合实施例作进一步详述：

实施例1一种本发明的耐磨超高分子量聚乙烯管材的制造方法，

包括如下步骤：

a.混料

准确称取粘均分子量280万的超高分子量聚乙烯95.35重量份，分子量1500的聚乙烯蜡4.5重量份和炭黑0.15重量份，混匀，备用；

b.挤出成型

采用单螺杆挤出系统，在30MPa压力下，连续挤出成型，制得耐磨超高分子量聚乙烯管材。

实施例2-7按照实施例1的方法和步骤，采用表1的以原料重量份计的配方制造本发明的耐磨超高分子量聚乙烯管材。

表1

Claims (4)

1.一种耐磨超高分子量聚乙烯管材，其特征在于包括如下按照重量份数计的原料组分：

粘均分子量280-285万的超高分子量聚乙烯    95-98

分子量1000-1500的聚乙烯蜡                1.8-4.8

炭黑                                     0.1-0.3。

2.2按照权利要求1的耐磨超高分子量聚乙烯管材，其特征在于包括如下按照重量份数计的原料组分：

粘均分子量280-285万的超高分子量聚乙烯    96-97

分子量1000-1500的聚乙烯蜡                2.8-4.5

炭黑                                     0.1-0.2。

3.按照权利要求1的耐磨超高分子量聚乙烯管材，其特征在于包括如下按照重量份数计的原料组分：

粘均分子量280万的超高分子量聚乙烯    96-97

分子量1500的聚乙烯蜡                 2.8-4.5

炭黑                                 0.1-0.2。

4.一种权利要求1的耐磨超高分子量聚乙烯管材的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

a.混料

准确称取超高分子量聚乙烯96-98重量份、聚乙烯蜡1.8-4.8重量份和炭黑0.1-0.3重量份，混匀，备用；

b.挤出成型

采用单螺杆挤出系统，在30MPa压力下，连续挤出成型，制得耐磨超高分子量聚乙烯管材。