本發(fā)明涉及一種聚乙烯管材,具體涉及一種超高分子量聚乙烯管材及其制備方法。
背景技術(shù):
目前,生產(chǎn)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)與中等分子量聚乙烯(分子量為30-60萬)共混,這樣雖然提高了混合料的流動性,但是也降低了超高分子量聚乙烯的力學(xué)性能和熱性能,也有報道采用液晶高分子(lcp)或?qū)訝罟杷猁}進(jìn)行改性的工藝,如cn106279861a公開了一種超高分子量聚乙烯管材,原料重量配比為:超高分子量聚乙烯90-95%,碳黑2-4%,石墨1-2%,光滑劑1-2%,液晶1-1.5%,液晶高分子原位復(fù)合材料改性是指熱致液晶高分子(tlcp)與熱塑性樹脂的共混物,用其對uhmw-pe進(jìn)行改性,從理論上講,能夠增加uhmw-pe的流動性,并保持較高的強(qiáng)度,但其成本較高,且加工溫度較高(250℃-300℃),在這樣的溫度區(qū)間,uhmw-pe已開始降解,直接影響到uhmw-pe的力學(xué)性能,因而這都僅限于理論的研究和報道,還達(dá)不到實際的工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的是提供一種超高分子量聚乙烯管材,其力學(xué)性能和熱性能均得到了較大程度的提高,混合料的流動性也得到了提高;本發(fā)明還提供其制備方法。
本發(fā)明所述的超高分子量聚乙烯管材,由以下重量份數(shù)的原料制成:
其中:
所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量為200-300萬,在此分子量范圍內(nèi)的超高分子量聚乙烯管材的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、靜液壓、耐磨性、可加工性等綜合性能能夠達(dá)到最佳,若分子量再增加,得到提升的只是耐磨性,其他性能均會有所降低。
所述聚乙烯蠟的重均分子量為2000-3000,分子量在此范圍內(nèi)的聚乙烯蠟與超高分子量聚乙烯的相容性更好。
本發(fā)明所述的超高分子量聚乙烯管材的制備方法,包括以下步驟:
將配比量的原料投入到高速混料機(jī)中混合,升溫至80℃-100℃,然后低混冷卻至40℃,將共混后的物料經(jīng)擠出機(jī)進(jìn)行擠出,得到超高分子量聚乙烯管材;其中,擠出機(jī)螺筒溫度為80℃-240℃,模具溫度240℃-160℃。
本發(fā)明中的硬脂酸是十八個碳的羧酸,能促進(jìn)uhmw-pe長分子鏈的解纏,在大分子間起潤滑作用,從而使鏈段位移變得容易,起到流動改性的作用;硬脂酸鈣對于uhmw-pe來講屬于外潤滑劑,添加量在0.3-1.0份之間,可較好的改善uhmw-pe的流動性,但在0.8份已達(dá)到飽和,其一方面使uhmw-pe與設(shè)備、模具流動內(nèi)壁不產(chǎn)生粘附,形成界面潤滑;另一方面又起到了異相成核劑的作用,使uhmw-pe晶相均勻,晶粒微小,保持了uhmw-pe的優(yōu)良性能;其添加工藝簡單,成本低,易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
綜上所述,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(1)管材的力學(xué)性能和熱性能得到了較大程度的提高,管材拉伸強(qiáng)度≥22mpa,維卡軟化溫度≥130℃,其他性能均能滿足qb/t2668-2004標(biāo)準(zhǔn)要求;
(2)此種配方配合二次定型擠出工藝擠出速度是傳統(tǒng)頂出法的5倍以上,生產(chǎn)效率得到了提高,同時降低了生產(chǎn)成本;
(3)制備方法簡易可行,工藝合理。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實施例1
超高分子量聚乙烯管材,由以下重量份數(shù)的原料制成:
制備方法如下:將以上配比量的原料投入到高速混料機(jī)中混合,升溫至80℃-100℃,然后低混冷卻至40℃,將共混后的物料經(jīng)擠出機(jī)進(jìn)行擠出,得到超高分子量聚乙烯管材;其中,擠出機(jī)螺筒溫度為80℃-240℃,模具溫度240℃-160℃。
經(jīng)檢測,本實施例得到的超高分子量聚乙烯管材的拉伸屈服強(qiáng)度≥22mpa,微卡軟化溫度為130℃;管材耐壓強(qiáng)度≥2.5mpa(管材額定壓力)。
實施例2
超高分子量聚乙烯管材,由以下重量份數(shù)的原料制成:
制備方法如下:將以上配比量的原料投入到高速混料機(jī)中混合,升溫至80℃-100℃,然后低混冷卻至40℃,將共混后的物料經(jīng)擠出機(jī)進(jìn)行擠出,得到超高分子量聚乙烯管材;其中,擠出機(jī)螺筒溫度為80℃-240℃,模具溫度240℃-160℃。
經(jīng)檢測,本實施例得到的超高分子量聚乙烯管材的拉伸屈服強(qiáng)度≥23mpa,微卡軟化溫度為131℃;管材耐壓強(qiáng)度≥2.5mpa(管材額定壓力)。
實施例3
超高分子量聚乙烯管材,由以下重量份數(shù)的原料制成:
制備方法如下:將以上配比量的原料投入到高速混料機(jī)中混合,升溫至80℃-100℃,然后低混冷卻至40℃,將共混后的物料經(jīng)擠出機(jī)進(jìn)行擠出,得到超高分子量聚乙烯管材;其中,擠出機(jī)螺筒溫度為80℃-240℃,模具溫度240℃-160℃。
經(jīng)檢測,本實施例得到的超高分子量聚乙烯管材的拉伸屈服強(qiáng)度≥24mpa,微卡軟化溫度為132℃;管材耐壓強(qiáng)度≥2.5mpa(管材額定壓力)。