CN1807062A - 改性超高分子量聚乙烯粉料直接挤出管材的制备方法 - Google Patents

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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Abstract

本发明属于管材的制作方法，特指“一步法制管工艺”。其将液晶LCP与超高分子量聚乙烯UHMW－PE及专用助剂经搅拌机混合均匀进行原料配混后，送入螺旋角为42°～45°的单螺杆挤出机，直接将粉末物料快速压缩成一定密度的物料，进行熔融塑化后直接挤出管材，再依次经模具形成管型，再由水箱冷却、牵引机牵引，最后由切割机定长切割，实现超高分子量聚乙烯管材的生产；由于取消造粒工序，直接挤出管材，使生产出来的超高分子量聚乙烯管材的力学性能有了显著提高，并且简化了工艺过程，减少了设备和占地面积。

Description

改性超高分子量聚乙烯粉料直接挤出管材的制备方法
技术领域
本发明属于管材的制作方法，特指一种基于液晶改性的超高分子量聚乙烯粉料直接挤出管材的制备方法即“一步法制管工艺”。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管材具有磨擦系数小、磨耗低、耐化学药品性、耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滞性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等优良特性，主要用于固体颗粒，粉体的输送，浆体的输送，流体气体输送，在交通运输、农业、采矿、化工、机械、建筑、造纸、纺织、食品、医疗、体育等领域有广泛用途。目前应用的超高分子量聚乙烯管材，如中国专利ZL98100960.3“挤出和注射级超高分子量聚乙烯专用料的制备方法”，其生产方法是采用两步法制管工艺，即第一步将液晶LCP与超高分子量聚乙烯UHMW-PE及专用助剂经均匀混合后通过双螺杆挤出机造粒先制成LCP/UHMW-PE合金专用料，第二步再用合金专用料经单螺杆挤出机生产管材，该工艺过程较长，需要的设备较多，占地面积较大，并且经过造粒过程，物料多受一次加热，由于管材在受热熔融时，引起部分大分子链断链降解，分子量下降，分子量越低力学性能越差，从而影响管材的力学性能，降低了超高分子量聚乙烯管材性能。且由于一般超高分子量聚乙烯的原料成粉状，比较膨松，表观密度小，这样输送到单螺杆挤出机机头模具的物料就少，且在挤出过程中，易堵塞于螺杆的压缩部分与螺杆一起旋转，形成塞料，难以成型，挤不出管材。
发明内容
本发明的目的是实现在物料进入挤管机后快速压缩成一定密度的物料，同时解决管材经造粒多次加热后造成管材的力学性能下降的缺陷，提供一种基于液晶改性的超高分子量聚乙烯粉料直接挤出管材的制备方法。
本发明采用的技术方案为：将液晶LCP与超高分子量聚乙烯UHMW-PE及专用助剂经搅拌机混合均匀进行原料配混后，送入螺旋角为42°～45°的单螺杆挤出机，直接将粉末物料快速压缩成一定密度的物料，进行熔融塑化后直接挤出管材，再依次经模具形成管型，再由水箱冷却、牵引机牵引，最后由切割机定长切割，实现超高分子量聚乙烯管材的生产；
其中原料配混的步骤为：先将原料以如下重量百分比混匀：超高分子量聚乙烯：75～90％，液晶高分子：10～25％，粒度为30目～60目，抗氧化剂：1.0～2.5％，添加剂：0.2～1.0％，再将上述混合物在100～120℃下干燥3～6小时；其中将上述干燥后的原料进行挤管的挤出温度参数为：加料段：100～260℃，压缩段：240～280℃，均化段：250～290℃，出口：220～260℃；融体压力＜10Mpa。
其中定型模具采用篮式模头，所述冷却采用真空定型水箱喷淋冷却。
其工艺路线为：原料配混→挤出机内熔融塑化→模具成型→冷却定型→牵引→定成切割→管材。
本发明的优点在于：采用了一步法生产超高分子量聚乙烯管材，取消了造粒工序，实现LCP与UHMW-PE及专用助剂均匀混合后在挤出机料筒内熔融塑化，直接挤出管材，使生产出来的超高分子量聚乙烯管材的力学性能有了显著提高，并且简化了工艺过程，减少了设备和占地面积。
具体实施方式
实施例1：
将粉状超高分子量聚乙烯：75％，液晶高分子：23.5％，粒度为30目～60目，抗氧化剂：1.0％，添加剂：0.5％均匀混合后在100～120℃下干燥3～6小时，送入挤管机料筒，经螺杆螺旋角为42°～45°的挤出机，通过大螺旋角螺杆快速压缩粉末形成一定密度的物料，加料段：100～260℃，压缩段：240～280℃，均化段：250～290℃，出口：220～260℃，融体压力＜10Mpa；输送到机头模具的料量充足，挤出管材由于物料不经过再次加热，不产生降解反应，管材的力学性能好，再经冷却定型、箱印字机、牵引机、切割机等常规工序，直到入库。
实施例2：
生产工艺同实施例1，其中原料配比为：粉状超高分子量聚乙烯：82.2％，液晶高分子：15％，粒度为30目～60目，抗氧化剂：2.5％，添加剂：0.3％
实施例3：
生产工艺同实施例1，其中原料配比为：粉状超高分子量聚乙烯：88％，液晶高分子：10％，粒度为30目～60目，抗氧化剂：1.％，添加剂：1.0％。经对实施例1、2、3生产管材试样进行检测，性能参数如下：
密度g/cm3 拉伸强度Mpa 断裂伸长率％   质量磨损mg/1000次
 实施例1   0.935  26.2   316   51.7
 实施例2   0.94  25.1   327   43.3
 实施例3   0.949  24.6   331   41.5

Claims (3)

1.改性超高分子量聚乙烯粉料直接挤出管材的制备方法，其特征在于将液晶LCP与超高分子量聚乙烯UHMW-PE及专用助剂经搅拌机混合均匀进行原料配混后，送入螺旋角为42°～45°的单螺杆挤出机，直接将粉末物料快速压缩成一定密度的物料，进行熔融塑化后直接挤出管材，再依次经模具形成管型，再由水箱冷却、牵引机牵引，最后由切割机定长切割，实现超高分子量聚乙烯管材的生产；其中原料配混的步骤为：先将原料以如下重量百分比混匀：超高分子量聚乙烯：75～90％，液晶高分子：10～25％，粒度为30目～60目，抗氧化剂：1.0～2.5％，添加剂：0.2～1.0％，再将上述混合物在100～120℃下干燥3～6小时；其中将上述干燥后的原料进行挤管的挤出温度参数为：加料段：100～260℃，压缩段：240～280℃，均化段：250～290℃，出口：220～260℃；融体压力＜10Mpa。
2.根据权利要求1所述的改性超高分子量聚乙烯粉料直接挤出管材的制备方法，其特征在于所述定型模具采用篮式模头。
3.根据权利要求1所述的改性超高分子量聚乙烯粉料直接挤出管材的制备方法，其特征在于所述冷却采用真空定型水箱喷淋冷却。
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