可用擠出法進行加工的超高分子量聚乙烯組合物的製作方法
2023-06-10 21:15:56
專利名稱：可用擠出法進行加工的超高分子量聚乙烯組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超高分子量聚乙烯組合物，特別涉及一種可用擠出法進行加工的超高分子量聚乙烯組合物。
超高分子量聚乙烯，是指分子量高達100萬以上的聚乙烯，超高分子量聚乙烯加工後的製品，以其高衝擊性，高耐磨性和耐低溫性及自潤滑性等十大優異性能而成為現代最受到矚目的工程塑料之一。但由於分子量高達100萬以上，故其粘度極高，一般達109Pa·S，這種高的粘度，在現有技術中只能用推壓法及燒結、壓製法來加工成較簡單製品，如板材，但對於管材和異形材則無法用擠出法進行加工，從而限制其廣泛的應用，目前，日本三井、西德赫斯特、美國通用公司的研究人員正在從事超高分子量聚乙烯的擠出法加工研究，但均未見有成功的報導。
中國專利申請CN98100960揭示了在超高分子量聚乙烯中加入高分子液晶，可進行擠出加工，但擠出加工溫度必須高達300℃以上，實際上在此溫度下，所謂超高分子量聚乙烯已有高溫氧化降解發生，擠出後塑料製品的機械性很低，很難與純高分子量聚乙烯用推壓法加工成製品的性能相比。因此，尋求一種新的配方使超高分子量聚乙烯能用擠出法加工，又不失原有超高分子量聚乙烯的優越機械性能，是當今面臨的課題。
本發明的目的在於提供一種可用擠出法進行加工的超高分子量聚乙烯組合物，使其能在普通的擠出機進行擠出，不但生產效率可大大提高，產品的機械性能可與純超高分子量聚乙烯用推壓法加工的性能相媲美。
本發明的實施方案如下(A)配比、以重量份計超高分子量(100-500萬)聚乙烯100十氫化萘 3-5低分子量(1000-20000)聚乙烯，如高分子蠟 2-5醯胺類潤滑劑 2-5納米級二氧化矽或三氧化二鋁 1-3
(B)製法在帶攪拌的通用混合器內，按上述配比依次加入超高分子量聚乙烯、十氫化萘、低分子量聚乙烯、醯胺類潤滑劑和納米級二氧化矽或三氧化二鋁，升溫到60±5℃，攪拌5-10分鐘即成。
上述的十氫化萘，傳統上是作為有機溶劑。本發明者經過無數次的試驗，研究和篩選，證明加入適量此組份後，不但使超高分子量聚乙烯在加工時的粘度可大大降低，加工後產品的機械性能十分優越，特別是耐磨性和抗衝擊性尤為突出。是本發明的主要特徵之一。本發明者稱此組份為降粘劑，這是現有技術中所未有的。其用量小的，降低粘度不明顯，若量過多，則產品機械性能下降。其作用機理正在探索，初步認為與溶脹有關。
低分子量聚乙烯，即通常稱為高分子蠟和醯胺類潤滑劑配合使用，是作為流動改性劑之用。至於二氧化矽和三氧化二鋁，一般是作為填料，本發明人多次試驗，採用納米級二化矽或三氧化二鋁後，具有明顯的提高製品的機械強度，這是由於它的加入減小晶體的體積，增加晶胞數，與上述的降粘劑和流動改性劑起協同作用來提高製品的機械性能。實驗證明如加入一般二氧化矽，產品的斷裂拉伸強度為20MPa，若是納米級二氧化矽則可高達30MPa以上。這也是本發明特徵之一。
本發明的優點是超高分子量聚乙烯可以用擠出法來加工各種異型材，如管材、帶材，從而比只能用傳統的推壓及壓製法加工大大地提高了效率。同時耐磨性、抗衝擊性等重要性能可與推壓法的產品性能相媲美。其次是配製簡單、擠出操作方便穩定。
下面的優選例對本發明作詳細描述，但不意味著對本發明的限制。
例1在一個200升帶有攪拌的通用混合器內依次加入分子量為200萬-250萬的聚乙烯樹脂100公斤，十氫化萘3公斤，低分子量聚乙烯3公斤，江蘇國光化工廠的TS-A2醯胺類潤滑油3公斤、納米級二氧化矽2公斤、升溫到60±5℃，保持10分鐘即成團粒狀物。在通用的單螺杆擠出機進行擠出，控制機頭溫度為200±5℃，擠出直徑200壁厚為10毫米的管子，經測定其機械性能列於表1。
例2除超高分子量聚乙烯的分子量改為350±50萬，十氫化萘的量改為5公斤和用三氧化二鋁代替二氧化矽外，其餘條件與例1相同，製得的管子，其機械性能也列於表1。
表1本發明擠出管與傳統純超高分子量聚乙烯推壓法產品的機械性能比較表
從上述數據可以說明超高分子量聚乙烯，採用本發明的配方可以進行擠出法生產，為大規模的工業化生產提供條件。
權利要求
1.一種可用擠出法進行加工的超高分子量聚乙烯組合物，其特徵在於(A)配方，以重量份計超高分子量聚乙烯，分子量為100-500萬 100十氫化萘3-5低分子量聚乙烯，分子量為1000-20000 2-5醯胺類潤滑劑，江蘇國光化工廠，TS-A2 2-5納米級二氧化矽或三氧化二鋁 1-3(B)製法在帶攪拌的通用混合器內，按上述配比依次加入超高分子量聚乙烯、十氫化萘、低分子量聚乙烯、醯胺類潤滑劑和納米級二氧化矽或三氧化二鋁升溫到60±5℃，攪拌5-10分鐘即成。
全文摘要
一種可用擠出法進行加工的超高分子量聚乙烯組合物,它是由100—400萬超高分子量聚乙烯、十氫化萘、低分子量聚乙烯、醯胺類潤滑劑和納米級二氧化矽或三氧化二鋁在60±5℃下,混合而成,可在通用擠出機中擠出成型,其機械性能可與純超高分子量聚乙烯在推壓法成型管板材的機械性能相媲美,從而為大規模的擠出法工業化生產提供美好的前景。
文檔編號C08K13/02GK1245179SQ9911953
公開日2000年2月23日 申請日期1999年9月2日 優先權日1999年9月2日
發明者何順倫 申請人:何順倫