CN105017615A - 高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料及其制备方法。主要解决了现有聚酰胺（PA）/（超）高分子量聚乙烯（UHMWPE）塑料合金材料维卡软化点低不耐高温和回弹速度慢的问题。该合金材料的其组分及配比按重量百分比如下：超高分子量聚乙烯树脂40～80％；尼龙树脂30～60％；无机纳米材料2～15％；增容剂0～10％，扩链剂0.5%，超高分子聚乙烯的马来酸酐接枝物6%-12%。该高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料，提高了维卡软化点及回弹速度，耐高温，能够满足高温、高压、强摩擦的要求，降低生产制品的成本和利于挤出成型。

Description

高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子合金材料技术领域，尤其是一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料及其制备方法。
背景技术：
超高分子合金材料通常使用尼龙及超高分子量聚乙烯。聚酰胺又称尼龙(PA)，耐磨性能极为优良，强度高，回弹性好，热定型性好。但其耐腐蚀性，耐水解性，耐低温冲击性均较差。超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)是指相对分子量在150万以上的聚乙烯产品，属于新型热塑性工程塑料，其分子结构和普通聚乙烯相同，其具有优异的耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击等特性，可长期在－269℃～80℃条件下工作，被称为“令人惊异”的工程塑料。超高分子量聚乙烯作为最新一代高性能树脂，由于其极高的分子量，使超高分子量聚乙烯制品具备了普通聚乙烯材料所不具备的优异性能。超高分子量聚乙烯树脂力学强度、耐冲击性、耐低温性、耐应力开裂性、耐腐蚀性都远远优于其它普通塑料，并且质轻、环保、吸水率低，具有优良的耐磨性、自润滑性等，广泛应用于石油、纺织、造纸、食品机械、运输、冶金、煤炭等领域。但其缺点是耐热性差，钢度和硬度偏低，分子量大，熔融粘度高，故加工难度大。
在油田开采过程中，抽油机抽油作为重要的生产工艺，受到了油田技术人员的关注。为了防止严重的油井杆管偏磨现象，许多油井应用UHMWPE内衬复合管技术，利用UHMWPE的摩擦系数低、耐磨、耐腐蚀等特性，延长油井清蜡周期，减缓杆管偏磨，减小抽汲载荷，降低生产能耗，还可以修复利用旧油管，使油管的使用寿命得到延长，降低油田在生产过程中的成本。虽然超高分子量聚乙烯具有非常优异的特性，UHMWPE树脂的维卡软化点为131℃，但由于成型加工工艺等影响，UHMWPE内衬管的维卡软化点只有127℃。在抽油机工作过程中，内衬管的实际工作温度在80℃-170℃，使得UHMWPE内衬管的耐受外力作用能力下降，增加UHMWPE内衬管损坏率，这限制了它在高温环境的应用。因而，如何提高油井UHMWPE内衬管的软化点成为一个亟待解决的问题。
然而超高分子量聚乙烯热变形温度偏低(85℃)，在油田深井做内衬油管，不能满足高温、高压、强摩擦的要求，另一方面，超高分子量聚乙烯熔指基本为零极难加工，限制了它的使用。超高分子聚乙烯(UHMWPE)的耐磨性是聚酰胺的3倍多，韧性，抗冲击性，耐低温性均优于尼龙(PA)，但加工性，成型稳定性，回弹性，拉伸强度，弯曲强度，均不如尼龙(PA)。
目前现有技术中制备的聚酰胺(PA)/(超)高分子量聚乙烯(UHMWPE)塑料合金材料，使用的接枝丙烯酸，热变形温度仅在100℃左右，温度较低、拉伸强度低、弯曲强度低、回弹速度慢。仍然无法满足油田内衬管的软化点、熔指的要求。
发明内容：
本发明在于克服背景技术中存在的现有聚酰胺(PA)/(超)高分子量聚乙烯(UHMWPE)塑料合金材料维卡软化点低不耐高温及回弹速度慢的问题，而提供一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料。该高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料，能够提高维卡软化点、熔指，热变形温度高，回弹速度快，能够满足高温、高压、强摩擦的要求。本发明还提供一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料的制备方法。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料，其组分及配比按重量百分比如下：超高分子量聚乙烯树脂40～80％；尼龙树脂30～60％；无机纳米材料2～15％；增容剂0～10％，扩链剂0.5％，超高分子聚乙烯的马来酸酐接枝物6％-12％。
所述的尼龙树脂为尼龙6树脂，无机纳米材料为无机纳米钙，增容剂为KT-3或KT-5，扩链剂为SMC-3010。
本发明还提供了一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)尼龙6树脂、无机纳米材料在烘干机中烘干至水份达到低于0.1％；
(2)将超高分子量聚乙烯树脂、尼龙6树脂、无机纳米材料、扩链剂、增容剂和UHMWPE-g-MAH在高速混合机中混合3-5min，混合均匀；
(3)将步骤(1)(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融混链，塑化挤出造粒，即得到合金材料；
(4)将步骤(3)所得材料在注射机中制备样条，工艺温度230-250℃。
本发明还提供了该高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料可用于油田深井内衬油管飞用途。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料，该合金提高了维卡软化点、熔指，热变形温度高，回弹速度快(原来80℃需24小时恒温回弹到原来状态的70％变为本发明在常温状态下3小时回弹到原来状态的90％)，具有不粘油、摩擦系数低、耐磨耗的特性，满足高温、高压、强摩擦的要求，降低了生产制品的成本和利于挤出成型；合金材料可以反应挤出成型制得超高分子量合金制品，其具有良好的耐热性，流动性，高强度，高韧性，及良好的低温性能。用于油田油井UHMWPE内衬复合管技术，可延长油井清蜡周期，降低生产能耗，还可以修复利用旧油管，使油管的使用寿命得到延长，降低油田在生产过程中的成本。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
称取50g超高分子量聚乙烯树脂、30g尼龙6树脂、5.5g无机纳米钙、2g增容剂KT-3、0.5g扩链剂SMC-3010、12g超高分子聚乙烯的马来酸酐接枝物UHMWPE-g-MAH，将上述尼龙6、无机纳米材料在烘干机中烘干至水份达到低于0.1％；再将烘干后的尼龙6树脂、无机纳米材料、及上述扩链剂、增容剂和UHMWPE-g-MAH在高速混合机中混合5min，混合均匀；将得到上述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融混链，塑化挤出造粒，双螺杆工艺温度210℃，挤出速度为100r/min，即得到合金材料，将所得材料在注射机中，工艺温度250℃条件下制备样条。
实施例2
称取45g超高分子量聚乙烯树脂、32g尼龙6树脂、7g无机纳米钙、2g增容剂KT-5、0.5g扩链剂SMC-3010、13.5g超高分子聚乙烯的马来酸酐接枝物，将上述尼龙6树脂、无机纳米材料在烘干机中烘干至水份达到低于0.1％；再将烘干后的尼龙6树脂、无机纳米材料、及上述扩链剂、增容剂和UHMWPE-g-MAH在高速混合机中混合5min，混合均匀；将得到上述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融混链，塑化挤出造粒，双螺杆工艺温度240℃，挤出速度为280r/min，即得到合金材料，将所得材料在注射机中，工艺温度250℃条件下制备样条。
实施例3
称取46g超高分子量聚乙烯树脂、32g尼龙6树脂、6.5g无机纳米钙、3g增容剂KT-3、0.5g扩链剂SMC-3010、12g超高分子聚乙烯的马来酸酐接枝物，将上述尼龙6树脂、无机纳米材料在烘干机中烘干至水份达到低于0.1％；再将烘干后的尼龙6树脂、无机纳米材料、及上述扩链剂、增容剂和UHMWPE-g-MAH在高速混合机中混合5min，混合均匀；将得到上述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融混链，塑化挤出造粒，双螺杆工艺温度235℃，挤出速度为230r/min，即得到合金材料，将所得材料在注射机中，工艺温度250℃条件下制备样条。
实施例4
称取45g超高分子量聚乙烯树脂、33g尼龙6树脂、7g无机纳米钙、3g增容剂KT-3、12g超高分子聚乙烯的马来酸酐接枝物，将上述尼龙6树脂、无机纳米材料在烘干机中烘干至水份达到低于0.1％；再将烘干后的尼龙6树脂、无机纳米材料、及上述增容剂和UHMWPE-g-MAH在高速混合机中混合5min，混合均匀；将得到上述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融混链，塑化挤出造粒，双螺杆工艺温度245℃，挤出速度为230r/min，即得到合金材料，将所得材料在注射机中，工艺温度250℃条件下制备样条。
上述实施例中无机纳米钙的生产厂家为江西九峰纳米钙有限公司、增容剂KT-3或KT-5的生产厂家为沈阳科通塑胶有限公司，扩链剂SMC-3010为美国产SMC-3010。
将上述实施例1-4制得的合金材料测试性能如表1。
表1合金材料的性能测试
由表1可见，本发明产品拉伸强度由21.1Mpa提高到47.0Mpa，维卡软化温度(A50)由128.2℃提高到190.0℃，邵氏硬度由66(Hd)提高到75(Hd)，热变形温度99.5℃提高到172.5℃，弯曲强度由29.88Mpa提高到90.0Mpa，热尺寸稳定性0.4％降低到0.2％。该合金大大提高了维卡软化点、热变形温度、弯曲强度、邵氏硬度及热尺寸稳定性。回弹速度快。回弹速度由原来80℃需24小时恒温回弹到原来状态的70％变为在常温状态下3小时回弹到原来状态的90％。
该高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料用于油田油井UHMWPE内衬复合管技术，可延长油井清蜡周期，降低生产能耗，还可以修复利用旧油管，使油管的使用寿命得到延长，降低油田在生产过程中的成本。

Claims (5)

1.一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料，其组分及配比按重量百分比如下：超高分子量聚乙烯树脂40～80％；尼龙树脂30～60％；无机纳米材料2～15％；增容剂0～10％，扩链剂0.5%，超高分子聚乙烯的马来酸酐接枝物6%-12%。
2.根据权利要求1所述的一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料及其制备方法，其特征在于：所述的尼龙树脂为尼龙6树脂，无机纳米材料为无机纳米钙，增容剂为KT-3或KT-5，扩链剂为SMC-3010。
3.一种根据权利要求1所述的高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）尼龙6树脂、无机纳米材料在烘干机中烘干至水份达到低于0.1%；
（2）将超高分子量聚乙烯树脂、尼龙6树脂、无机纳米材料、扩链剂、增容剂和UHMWPE-g-MAH在高速混合机中混合3-5min，混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）得到的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融混链，塑化挤出造粒，即得到合金材料；
（4）将步骤（3）所得材料在注射机中制备样条，工艺温度230-250℃。
4.根据权利要求3所述的一种高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中双螺杆工艺温度210-240℃，挤出速度为100-300r/min。
5.一种根据权利要求1所述的高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料的用途，其特征在于：该高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料可用于油田深井内衬油管。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107964163A (zh) * 2017-12-28 2018-04-27 哈尔滨盛洋塑胶材料有限公司 一种尼龙改性超分子量聚乙烯共混材料
CN108178860A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 哈尔滨盛洋塑胶材料有限公司 一种尼龙改性超分子量聚乙烯共混材料的制备方法
CN113831620A (zh) * 2020-06-24 2021-12-24 中国石油化工股份有限公司 高耐热耐蠕变的管材组合物及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102911425A (zh) * 2012-11-21 2013-02-06 上海化工研究院 高熔体流动性挤出级超高分子量聚乙烯管材专用料及其制备方法
CN103724987A (zh) * 2013-11-27 2014-04-16 苏州市丰盛塑业有限公司 一种高性能塑料合金及其制备方法
CN104086848A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种高压模塑uhmwpe/pa6合金及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102911425A (zh) * 2012-11-21 2013-02-06 上海化工研究院 高熔体流动性挤出级超高分子量聚乙烯管材专用料及其制备方法
CN103724987A (zh) * 2013-11-27 2014-04-16 苏州市丰盛塑业有限公司 一种高性能塑料合金及其制备方法
CN104086848A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种高压模塑uhmwpe/pa6合金及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107964163A (zh) * 2017-12-28 2018-04-27 哈尔滨盛洋塑胶材料有限公司 一种尼龙改性超分子量聚乙烯共混材料
CN108178860A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 哈尔滨盛洋塑胶材料有限公司 一种尼龙改性超分子量聚乙烯共混材料的制备方法
CN113831620A (zh) * 2020-06-24 2021-12-24 中国石油化工股份有限公司 高耐热耐蠕变的管材组合物及其制备方法

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