CN109058608A - 一种复合超高分子量聚乙烯管材 - Google Patents

一种复合超高分子量聚乙烯管材 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，它包括中间层设有的钢管，所述的钢管内外表面分别复合覆有超高分子量聚乙烯及高密度聚乙烯，所述内层的厚度与所述外层的厚度相等。本发明复合聚乙烯管材一次性合成为一个整体，是一种钢‑铸型聚乙烯复合管材。它不仅具有钢的高强度，而且内层铸型的超高分子量聚乙烯具有自润滑、高耐磨、防腐蚀等性能，此外内外层之间紧密贴合，不易脱落，使用寿命长。另外复合层都是聚乙烯材料，使用特殊的成型工艺即可制作出具有高抗磨损、耐腐蚀的复合超高分子量聚乙烯管材。

Description

一种复合超高分子量聚乙烯管材
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯管材，具体涉及一种复合超高分子量聚乙烯管材。
背景技术
管材作为一种输送物料的介质，已广泛的应用在采沙、电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材等行业。目前管道内输送物料时普遍存在管道犁切磨损，特别是在管道弯曲的部分磨损更为突出。此外，输送具有强烈腐蚀的气体、液体或固体时，存在管道被腐蚀而损坏的问题。超高分子量聚乙烯具有优良的综合性能，如耐磨性好、不易腐蚀，耐低温等。因此在管道方面的应用具有广泛的应用。专利申请号为“201220391017.0”的中国实用新型专利公开了一种超高分子量聚乙烯管，设置有内层及外层，所述内层和外层分别为超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯。所述超高分子量聚乙烯内层的分子量大于150万道尔顿，高密度聚乙烯外层的分子量为4万至12万道尔顿。然而，该产品虽然有一定的耐磨损、耐腐蚀效果。但是产品强度低，不耐压，使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种既耐磨、防腐、耐冲击、强度高的复合超高分子量聚乙烯管材。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述的复合超高分子量聚乙烯管材形状为圆柱形，由内层、中间层和外层构成，所述内层为超高分子量聚乙烯层，外层为高密度聚乙烯层，中间层为钢管。
所述超高分子量聚乙烯内层为改性的超高分子量聚乙烯。
所述改性超高分子量聚乙烯的质量配比为超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯/PPA母料=70/25/5。
4.根据权利要求3所述复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，PPA母料是由含氟助剂与HDPE基材制成的。
所述超高分子量聚乙烯的分子量大于200万，高密度聚乙烯的分子量为4万~12万。
所述的中间层钢管厚度为5-15mm，超高分子量聚乙烯内层厚度为10-35mm，高密度聚乙烯层厚度为10-35mm。
所述超高分子量聚乙烯内层的厚度与高密度聚乙烯外层的厚度相等。
所述的复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述的改性超高分子量聚乙烯由下述方法制成，1）按照重量百分比配方：
UHMWPE 70
HDPE 25
PPA母料 5；
上述PPA母料的制备方法为：
A.干燥：将乙烯-四氟乙烯共聚物、HDPE在干燥箱中干燥8 h；
B.称重：按照重量百分比配比乙烯-四氟乙烯共聚物：HDPE=10：90，称取干燥后的乙烯-四氟乙烯共聚物、HDPE；
C.共混：将称取后的各组分置于高速捏合机中高速混合5 min，所述高速混合机的转速为 2500 rpm；
D.挤出造粒：将上述充分混合均匀的原料投入到螺杆挤出机，经过140 ℃的高温加热，在高温螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为200 rpm挤出原料；从螺杆挤出的原料经冷却送入切粒机中切割成颗粒；所述的螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机、三螺杆挤出机中的一种。
2）所述的改性超高分子量聚乙烯的制备方法，包括如下步骤：
A.干燥：将PPA母料、HDPE和UHMWPE在干燥箱中干燥8 h；
B.称重：按照重量百分比配比，称取干燥后的PPA母料、HDPE和UHMWPE；
C.共混：将称取后的各组分置于高速捏合机中高速混合5 min，所述高速混合机的转速为 2500 rpm；
D.挤出造粒：将上述充分混合均匀的原料投入到螺杆挤出机，经过225 ℃的高温加热，在高温螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为230 rpm挤出原料；从螺杆挤出的原料经冷却送入切粒机中切割成颗粒；
注塑所得样条的拉伸屈服强度26~29 MPa；拉伸断裂应力26~29 MPa。
本发明的有益效果：本发明复合聚乙烯管材一次性合成为一个整体，是一种钢-铸型聚乙烯复合管材。它不仅具有钢的高强度，而且内层铸型的超高分子量聚乙烯具有自润滑、高耐磨、防腐蚀等性能，此外内外层之间紧密贴合，不易脱落，使用寿命长。
附图说明
图1为本实验新型实施复合管材的径向剖视图。图中，1为所述钢管，2为高密度聚乙烯外层，3为超高分子量聚乙烯内层。
具体实施方式
如图1所示，一种复合超高分子量聚乙烯管材，它包括中间层设有的钢管1，所述钢管的内外表面各自覆有改性的超高分子量聚乙烯内层3和高密度聚乙烯外层2。所述中间钢管的壁厚为10mm,所述改性的超高分子量聚乙烯内层的壁厚为20mm,高密度聚乙烯外层壁厚为20mm。将钢管置于特别的设备之中，通过二台挤出机分别将改性的超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯加热加压后高温高压使物流充分熔融通过二个模头分别在钢管内外表面共挤成型。
所述超高分子量聚乙烯内层3为改性的超高分子量聚乙烯，所述改性超高分子量聚乙烯的质量配比为超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯/PPA母料=70/25/5，PPA母料是由含氟助剂与HDPE基材制成的，所述超高分子量聚乙烯的分子量大于200万，高密度聚乙烯的分子量为4万~12万。
所述的改性超高分子量聚乙烯由下述方法制成：
1、一种改性超高分子量聚乙烯，其特征在于：按照重量百分比配方：
UHMWPE 70
HDPE 25
PPA母料 5。
上述PPA母料的制备方法为：
A.干燥：将乙烯-四氟乙烯共聚物、HDPE在干燥箱中干燥8 h；
B.称重：按照重量百分比配比乙烯-四氟乙烯共聚物：HDPE=10：90，称取干燥后的乙烯-四氟乙烯共聚物、HDPE；
C.共混：将称取后的各组分置于高速捏合机中高速混合5 min，所述高速混合机的转速为 2500 rpm；
D.挤出造粒：将上述充分混合均匀的原料投入到螺杆挤出机，经过140 ℃的高温加热，在高温螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为200 rpm挤出原料；从螺杆挤出的原料经冷却送入切粒机中切割成颗粒。所述的螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机、三螺杆挤出机中的一种。
2、一种改性超高分子量聚乙烯的制备方法，包括如下步骤：
A.干燥：将PPA母料、HDPE和UHMWPE在干燥箱中干燥8 h；
B.称重：按照重量百分比配比，称取干燥后的PPA母料、HDPE和UHMWPE；
C.共混：将称取后的各组分置于高速捏合机中高速混合5 min，所述高速混合机的转速为 2500 rpm；
D.挤出造粒：将上述充分混合均匀的原料投入到螺杆挤出机，经过225 ℃的高温加热，在高温螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为230 rpm挤出原料；从螺杆挤出的原料经冷却送入切粒机中切割成颗粒。
注塑所得样条的拉伸屈服强度26~29 MPa；拉伸断裂应力26~29 MPa。

Claims (8)

1.一种复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述的复合超高分子量聚乙烯管材形状为圆柱形，由内层、中间层和外层构成，所述内层为超高分子量聚乙烯层（3），外层为高密度聚乙烯层（2），中间层为钢管（1）。
2.根据权利要求1所述的复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯内层（3）为改性的超高分子量聚乙烯。
3.根据权利要求2所述的复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述改性超高分子量聚乙烯的质量配比为超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯/PPA母料=70/25/5。
4.根据权利要求3所述复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，PPA母料是由含氟助剂与HDPE基材制成的。
5.根据权利要求3所述复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量大于200万，高密度聚乙烯的分子量为4万~12万。
6.根据权利要求1所述的复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述的中间层钢管（1）厚度为5-15mm，超高分子量聚乙烯内层（3）厚度为10-35mm，高密度聚乙烯层（2）厚度为10-35mm。
7.根据权利要求6所述的复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯内层（3）的厚度与高密度聚乙烯外层（2）的厚度相等。
8.根据权利要求3所述的复合超高分子量聚乙烯管材，其特征在于，所述的改性超高分子量聚乙烯由下述方法制成，1）按照重量百分比配方：
UHMWPE 70
HDPE 25
PPA母料 5；
上述PPA母料的制备方法为：
A.干燥：将乙烯-四氟乙烯共聚物、HDPE在干燥箱中干燥8 h；
B.称重：按照重量百分比配比乙烯-四氟乙烯共聚物：HDPE=10：90，称取干燥后的乙烯-四氟乙烯共聚物、HDPE；
C.共混：将称取后的各组分置于高速捏合机中高速混合5 min，所述高速混合机的转速为 2500 rpm；
D.挤出造粒：将上述充分混合均匀的原料投入到螺杆挤出机，经过140 ℃的高温加热，在高温螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为200 rpm挤出原料；从螺杆挤出的原料经冷却送入切粒机中切割成颗粒；所述的螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机、三螺杆挤出机中的一种。
2）所述的改性超高分子量聚乙烯的制备方法，包括如下步骤：
A.干燥：将PPA母料、HDPE和UHMWPE在干燥箱中干燥8 h；
B.称重：按照重量百分比配比，称取干燥后的PPA母料、HDPE和UHMWPE；
C.共混：将称取后的各组分置于高速捏合机中高速混合5 min，所述高速混合机的转速为 2500 rpm；
D.挤出造粒：将上述充分混合均匀的原料投入到螺杆挤出机，经过225 ℃的高温加热，在高温螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为230 rpm挤出原料；从螺杆挤出的原料经冷却送入切粒机中切割成颗粒；
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