CN107216519A - 超高分子量聚乙烯管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚乙烯管材，具体涉及一种超高分子量聚乙烯管材及其制备方法。所述的超高分子量聚乙烯管材由以下重量份数的原料制成：超高分子量聚乙烯100份、聚乙烯蜡2‑3份、石墨1‑2份、硬脂酸钙0.3‑0.5份和硬脂酸0.3‑0.5份。本发明的管材的力学性能和热性能得到了较大程度的提高，管材拉伸强度≥22MPa，维卡软化温度≥130℃，其他性能均能满足QB/T2668‑2004标准要求，挤出速度是传统顶出法的5倍以上，生产效率得到了提高，同时降低了生产成本；本发明还提供其制备方法，工艺合理。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯管材，具体涉及一种超高分子量聚乙烯管材及其制备方法。
背景技术
目前，生产超高分子量聚乙烯管材的配方多采用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)与中等分子量聚乙烯(分子量为30-60万)共混，这样虽然提高了混合料的流动性，但是也降低了超高分子量聚乙烯的力学性能和热性能，也有报道采用液晶高分子(LCP)或层状硅酸盐进行改性的工艺，如CN106279861A公开了一种超高分子量聚乙烯管材，原料重量配比为：超高分子量聚乙烯90-95％，碳黑2-4％，石墨1-2％，光滑剂1-2％，液晶1-1.5％，液晶高分子原位复合材料改性是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物，用其对UHMW-PE进行改性，从理论上讲，能够增加UHMW-PE的流动性，并保持较高的强度，但其成本较高，且加工温度较高(250℃-300℃)，在这样的温度区间，UHMW-PE已开始降解，直接影响到UHMW-PE的力学性能，因而这都仅限于理论的研究和报道，还达不到实际的工业化生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种超高分子量聚乙烯管材，其力学性能和热性能均得到了较大程度的提高，混合料的流动性也得到了提高；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的超高分子量聚乙烯管材，由以下重量份数的原料制成：
其中：
所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为200-300万，在此分子量范围内的超高分子量聚乙烯管材的拉伸强度、冲击强度、静液压、耐磨性、可加工性等综合性能能够达到最佳，若分子量再增加，得到提升的只是耐磨性，其他性能均会有所降低。
所述聚乙烯蜡的重均分子量为2000-3000，分子量在此范围内的聚乙烯蜡与超高分子量聚乙烯的相容性更好。
本发明所述的超高分子量聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
将配比量的原料投入到高速混料机中混合，升温至80℃-100℃，然后低混冷却至40℃，将共混后的物料经挤出机进行挤出，得到超高分子量聚乙烯管材；其中，挤出机螺筒温度为80℃-240℃，模具温度240℃-160℃。
本发明中的硬脂酸是十八个碳的羧酸，能促进UHMW-PE长分子链的解缠，在大分子间起润滑作用，从而使链段位移变得容易，起到流动改性的作用；硬脂酸钙对于UHMW-PE来讲属于外润滑剂，添加量在0.3-1.0份之间，可较好的改善UHMW-PE的流动性，但在0.8份已达到饱和，其一方面使UHMW-PE与设备、模具流动内壁不产生粘附，形成界面润滑；另一方面又起到了异相成核剂的作用，使UHMW-PE晶相均匀，晶粒微小，保持了UHMW-PE的优良性能；其添加工艺简单，成本低，易于实现工业化生产。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)管材的力学性能和热性能得到了较大程度的提高，管材拉伸强度≥22MPa，维卡软化温度≥130℃，其他性能均能满足QB/T2668-2004标准要求；
(2)此种配方配合二次定型挤出工艺挤出速度是传统顶出法的5倍以上，生产效率得到了提高，同时降低了生产成本；
(3)制备方法简易可行，工艺合理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
超高分子量聚乙烯管材，由以下重量份数的原料制成：
制备方法如下：将以上配比量的原料投入到高速混料机中混合，升温至80℃-100℃，然后低混冷却至40℃，将共混后的物料经挤出机进行挤出，得到超高分子量聚乙烯管材；其中，挤出机螺筒温度为80℃-240℃，模具温度240℃-160℃。
经检测，本实施例得到的超高分子量聚乙烯管材的拉伸屈服强度≥22Mpa，微卡软化温度为130℃；管材耐压强度≥2.5Mpa(管材额定压力)。
实施例2
超高分子量聚乙烯管材，由以下重量份数的原料制成：
制备方法如下：将以上配比量的原料投入到高速混料机中混合，升温至80℃-100℃，然后低混冷却至40℃，将共混后的物料经挤出机进行挤出，得到超高分子量聚乙烯管材；其中，挤出机螺筒温度为80℃-240℃，模具温度240℃-160℃。
经检测，本实施例得到的超高分子量聚乙烯管材的拉伸屈服强度≥23Mpa，微卡软化温度为131℃；管材耐压强度≥2.5Mpa(管材额定压力)。
实施例3
超高分子量聚乙烯管材，由以下重量份数的原料制成：
制备方法如下：将以上配比量的原料投入到高速混料机中混合，升温至80℃-100℃，然后低混冷却至40℃，将共混后的物料经挤出机进行挤出，得到超高分子量聚乙烯管材；其中，挤出机螺筒温度为80℃-240℃，模具温度240℃-160℃。
经检测，本实施例得到的超高分子量聚乙烯管材的拉伸屈服强度≥24Mpa，微卡软化温度为132℃；管材耐压强度≥2.5Mpa(管材额定压力)。
Claims (4)
1.一种超高分子量聚乙烯管材，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯管材，其特征在于：超高分子量聚乙烯的分子量为200万-300万。
3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯管材，其特征在于：聚乙烯蜡的分子量为2000-3000。
4.一种权利要求1-3任一所述的超高分子量聚乙烯管材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将配比量的原料投入到高速混料机中混合，升温至80℃-100℃，然后低混冷却至40℃，将共混后的物料经挤出机进行挤出，得到超高分子量聚乙烯管材；其中，挤出机螺筒温度为80℃-240℃，模具温度240℃-160℃。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11873582B2 (en) | 2017-11-16 | 2024-01-16 | University Of Maine System Board Of Trustees | Filaments for 3D printing |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101386692A (zh) * | 2008-10-27 | 2009-03-18 | 周恒勇 | 一种超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料的制备方法 |
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2017
- 2017-06-19 CN CN201710467216.2A patent/CN107216519A/zh active Pending
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