專利名稱：高耐磨改性聚烯烴管道材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料，具體涉及一種高耐磨改性聚烯烴管道材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
耐磨管道主要用于氣力、泵送漿體等物料輸送管道。由于輸送介質(zhì)具有硬度高，流速快，流量大等特點(diǎn)，能有效降低輸送介質(zhì)長期持續(xù)對管壁產(chǎn)生沖擊、磨損、腐蝕等使管道產(chǎn)生疲勞致使?jié)u漸被磨穿的速度。耐磨管道除應(yīng)用于燃煤電廠除灰、排渣管、送粉、回粉管，脫硫管道外，還廣泛用于以下行業(yè) 礦山煤炭工業(yè)中水煤漿、洗煤泥、礦山充填料、礦煤粉；金屬礦山精礦和尾礦的輸送管道及彎頭；冶金鋼鐵廠的煉鐵的高爐噴煤、輸渣等管道；CA0、鋅碚砂輸送管道，煉鋼的輸送鐵合金、爐外精煉等優(yōu)選的管道及彎頭；水泥旋窯濕法生產(chǎn)線的生料漿輸送、煤粉輸送、提升機(jī)的下料、成品水泥氣力輸送裝卸，混凝土輸送管道及彎頭?；っ悍圯斔凸艿?，硅粉、鹽漿、堿漿等原料輸送管道及彎頭。糧食谷粒、谷殼等的風(fēng)送管道。由此可以看出，耐磨管道輸送已經(jīng)遍及電力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、機(jī)械等行業(yè)，并高速地發(fā)展著。當(dāng)耐磨管道內(nèi)輸送磨削性大的物料時(shí)(如灰渣、煤粉、礦精粉、尾礦、水泥等)，都存在一個耐磨管道磨損快的問題，特別是彎管磨損更快。當(dāng)耐磨管道內(nèi)輸送具有強(qiáng)烈腐蝕的氣體、液體或固體時(shí)，存在耐磨管道被腐蝕而很快破壞的問題。超高分子量聚乙烯(UHMWPE英文全稱是ultra-high molecular weightpolyethylene pipe)是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下,聚合而成的平均分子量大于150萬的熱塑性工程塑料。該材料綜合性能優(yōu)越，耐磨損、耐低溫、耐腐蝕、自身潤滑、抗沖擊性能在所有塑料中為最高值，耐磨性能優(yōu)于聚四氟乙烯、尼龍、碳鋼等材料，可長期在-169至+80°C條件下工作，被稱為〃令人^(異〃的工程塑料，能適應(yīng)水質(zhì)流體、固體顆粒、粉體、漿體等，對于傳統(tǒng)的金屬管道難以滿足的要求，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管道都能替代，以極高的耐腐蝕、高耐磨、自潤滑吸收沖擊等綜合性能，在各行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用；在固體顆粒、粉末、漿體、氣體輸送方面，有獨(dú)一無二的優(yōu)越性。但是，由于UHMWPE的分子量極高，不具備流動性能，加工極為困難，限制了其產(chǎn)品的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有耐磨管道的缺陷，同時(shí)也克服超高分子量聚乙烯的加工困難的問題，提供一種新的高耐磨管道材料。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高耐磨改性聚烯烴管道材料，采用聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物作為主要材料，輔助以接枝PE、填料、潤滑劑、加工助劑而制得。其中聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物的用量占高耐磨改性聚烯烴管道材料的30-80%wt，聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物包括帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯，其中帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯的重量比為I 80 20 99 ；其中帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷，分子量在100-1000。具有如下通式
權(quán)利要求
1.一種高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于采用聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物作為主要材料，輔助以接枝PE、填料、潤滑劑、加工助劑而制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物的用量占高耐磨改性聚烯烴管道材料的30-80%wt，聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物包括帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯，其中帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯的重量比為I 80 20 99 ；所述的帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷，分子量在100-1000，并具有如下通式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的聚硅氧烷由引發(fā)劑和催化劑進(jìn)行自由基催化聚合接枝至UHMWPE主鏈，從而形成聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物，所選用的引發(fā)劑為過氧化物化合物，用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的O. 01-10%wt ;催化劑是胺催化劑，用量不超過高耐磨改性聚烯烴管道材料的l%wt。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的過氧化物化合物為過氧化苯甲?；蜻^氧化甲乙酮；所述的胺催化劑為乙胺或丙胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的接枝PE的接枝單體為馬來酸酐、環(huán)氧、丙烯酸、硅氧烷中的一種，接枝率為O. 1-10%，接枝PE的用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的l_20%wt。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的填料為滑石粉、石墨、氧化鈦、碳酸鈣、硅灰石中的一種，粒徑為O. 1-10 μ m，填料用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的l_50%wt。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的潤滑劑為硬脂酸或聚乙烯蠟，用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的O. l-10%wt。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的加工助劑為含氟加工助劑，主要成份為偏氟乙烯或偏氟乙烯一六氟丙烯共聚物，用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的O. 01-10%wto
9.權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述高耐磨改性聚烯烴管道材料的制備方法，其特征在于將引發(fā)劑、催化劑按比例溶于丙酮或二甲苯溶劑中，制得引發(fā)劑溶液^fUHMWPE粉料加入高速混合機(jī)中，然后將配置好的引發(fā)劑溶液、聚硅氧烷加入，開動高速混合機(jī)，在低速1-1OOrpm條件下混合l-lOmin,然后提高轉(zhuǎn)速至500-1000rpm,混合10_30min后停機(jī),加入高分子量PE、填料、潤滑劑、加工助劑,在低速1-1OOrpm條件下混合1-1Omin出料,然后通過雙螺桿擠出造粒機(jī)制得高耐磨改性聚烯烴管道材料，造粒溫度為150-250°C，在雙螺桿擠出過程中通過抽真空除去溶劑和反應(yīng)過程中的低分子副產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高耐磨改性聚烯烴管道材料，是采用聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物作為主要材料，輔助以接枝PE、填料、潤滑劑、加工助劑而制得。本發(fā)明還提供了所述高耐磨改性聚烯烴管道材料的制備方法。本發(fā)明利用聚硅氧烷接枝至UHMWPE上，使得UHMWPE材料的流動性和潤滑性得到了極大的提高，克服了傳統(tǒng)UHMWPE材料加工的難題，推動了UHMWPE材料在耐磨管道行業(yè)的應(yīng)用。
文檔編號C08K3/34GK103013022SQ20121058435
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者陳曉梅, 陳軍 申請人:四川鑫成新材料科技有限公司