一種彈性體合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種彈性體合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 耐磨管道是管道行業(yè)中一個(gè)十分重要的細(xì)分市場(chǎng)，耐磨管道主要用于氣力、泵送 漿體等物料的輸送管道。由于鋼管的耐腐蝕性能和耐磨性能都較差，耐磨管道行業(yè)一直以 來都在尋求新的化學(xué)管道以解決對(duì)耐磨性能的要求。國(guó)外主要采用鋼管內(nèi)襯橡膠或聚氨酯 彈性體（TPU)的辦法來生產(chǎn)耐磨管，其工藝流程較復(fù)雜，工藝要求較高，成本也較高，主要 原因是交聯(lián)橡膠或交聯(lián)TPU與鋼管表面的粘接強(qiáng)度必須依靠非常嚴(yán)格的材料選擇和工藝 要求來保證。這種鋼襯橡膠/TPU的耐磨管道在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用過程中，常因質(zhì)量不穩(wěn)定而發(fā)生 膠層與鋼管脫層進(jìn)而造成管道堵塞的問題，這一問題嚴(yán)重阻礙了襯膠鋼管在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng) 用。近年來國(guó)內(nèi)研發(fā)了多種材質(zhì)的耐磨管道，如：合金鋼管、合金雙金屬復(fù)合管、內(nèi)襯陶瓷復(fù) 合管、鑄石復(fù)合管等，而發(fā)展最為迅速的是超高分子量聚乙烯（UHMWPE)管道。
[0003] 超高分子量聚乙烯（UHMWPE)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，具有自潤(rùn)滑性、抗沖擊 性、耐低溫、耐腐蝕，耐磨性能優(yōu)于聚四氟乙烯、尼龍、碳鋼等材料，能適應(yīng)水質(zhì)液體、固體顆 粒、粉體、漿體等的輸送。但是，由于UHMWPE的分子量極高，本身幾乎不具備流動(dòng)性能，加工 極為困難，用于管道生產(chǎn)的UHMWPE原料實(shí)際上都是經(jīng)過改性處理后的超高改性材料，而在 改性過程中加入的各種不同種類和不同用量的添加劑，使市售的UHMWPE管不論是性能還 是價(jià)格都相距甚遠(yuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種易加工、彈性好，既具有優(yōu)良的物理性能又具有很好 的耐磨性能的彈性體合金材料及其制備方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種彈性體合金材料，其包括以下重量份的原料： 乙烯-辛烯嵌段共聚物62-70份； 乙烯-辛烯的共聚物 25-30份； 納米級(jí)二氧化硅 2-4份； 二甲基硅油 2-3份； 分散劑 0.2-0.5份； 潤(rùn)滑劑 0.2-0.4份； 抗氧劑 0.2-0.5份。
[0006] 所述乙烯-辛烯嵌段共聚物的分子量在20萬以上。
[0007] 所述二甲基硅油的分子量在15萬以上。
[0008] 所述潤(rùn)滑劑為硬酯酸鈣。
[0009] 所述分散劑為脂肪酸酰胺類化合物。
[0010] 所述抗氧化劑為抗氧化劑1010和抗氧化劑168按重量份比2 :1混合而成。
[0011] 一種彈性體合金材料制備方法，其包括以下步驟： 1) 按所述配方中各原料的重量份數(shù)稱取乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯的共聚物、 納米級(jí)二氧化硅、分散劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑置于攪拌機(jī)中，在常溫下攪拌5-8min混合均勻； 2) 將上述步驟1)混合后的原料轉(zhuǎn)移至雙螺桿造粒機(jī)中加熱至熔融狀態(tài)，再向其中 加入配方中所述重量份的二甲基硅油混合均勻，擠出造粒，得到所述的彈性體合金材料母 粒； 3) 將上述步驟2)中所得的彈性體合金材料母粒置于擠出機(jī)中，通過擠出機(jī)擠出成型 得到所述的彈性體合金材料。
[0012] 所述步驟1)中攪拌轉(zhuǎn)速為1000r/min。
[0013] 所述步驟2)中造粒機(jī)加熱溫度為180-230°C。
[0014] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物（0BC)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1) 高溫彈性：0BC比起現(xiàn)有的烯烴彈性體，能在更高的溫度保持良好的彈性；2)優(yōu)越的加工性 能：〇BC相比傳統(tǒng)的烯烴彈性體具有更高的結(jié)晶速度，能更快的成型加工；3)優(yōu)異的彈性： 0BC具有與SEBS相媲美的高應(yīng)變下的回彈性能；4)杰出的壓縮形變：在提高溫度時(shí)，0BC的 壓縮形變較低，比起其它品種有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；5)良好的耐磨性：0BC耐磨性改進(jìn)，提供 更佳的耐磨性。乙烯-辛烯嵌段共聚物（0BC)與其它各種彈性體相比特點(diǎn)如下：與苯乙烯 嵌段共聚物SEBS相比，0BC在相近彈性和柔軟的配方中有更低的成本高溫性能的改進(jìn)，優(yōu) 異的耐候性，重量輕；與乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA)相比，0BC更具彈性，更高的耐熱，改進(jìn) 的壓縮形變；與熱塑性動(dòng)態(tài)硫化膠（TPV)相比，0BC提供優(yōu)異的壓縮形變，改進(jìn)加工性，低成 本；0BC能夠增強(qiáng)高溫下彈性和壓縮性能提高耐磨性更快循環(huán)時(shí)間改進(jìn)彈性。所述乙烯-辛 烯的共聚物（PE-RT)是一種采用特殊的分子設(shè)計(jì)和合成工藝生產(chǎn)的一種耐熱聚乙烯，它采 用乙烯和辛烯共聚的方法，通過控制側(cè)鏈的數(shù)量和分布得到獨(dú)特的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，來提高 PE管的耐熱性。所述納米二氧化硅（Si02)，俗稱白碳黑，具有強(qiáng)耐磨性，經(jīng)表面活化處理， 可以充分分散到體系當(dāng)中，利用納米二氧化硅透光、粒度小，可以使塑料變得更加致密，能 提高其透明度、強(qiáng)度、韌性、防水性能和抗老化性能，利用納米二氧化硅對(duì)普通塑料聚乙烯 進(jìn)行改性，使其主要技術(shù)指標(biāo)（吸水率、絕緣電阻、壓縮殘余變形、撓曲強(qiáng)度等）均接近或達(dá) 到工程塑料尼龍6的性能指標(biāo)。所述二甲基硅油，俗稱硅酮，是一種高潤(rùn)滑材料，起到極佳 潤(rùn)滑作用。
[0015] 本發(fā)明的彈性體合金材料具有優(yōu)異的抗磨耗性能，流動(dòng)性好，適用于各種通用擠 出機(jī)，與聚乙烯、聚丙烯等管道料的相容性好，擠出速度匹配，適用于雙層或多層共擠，具有 優(yōu)良的物理機(jī)械性能，衛(wèi)生安全，不含任何有毒有害添加劑，符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。以本發(fā)明 的彈性體合金材料為內(nèi)層與高密度聚乙烯（HDPE)共擠出成型的復(fù)合管道既保持了HDPE管 的易加工性和優(yōu)良的物理機(jī)械性能，又具有很好的耐磨性能。這種管道的問世為耐磨管道 行業(yè)提供了一種高性價(jià)比的新選擇。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例 僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0017] 一種彈性體合金材料，其包括以下重量份的原料： 乙烯-辛烯嵌段共聚物62-70份； 乙烯-辛烯的共聚物 25-30份； 納米級(jí)二氧化硅 2-4份； 二甲基硅油 2-3份； 分散劑 0.2-0.5份; 潤(rùn)滑劑 0.2-0.4份； 抗氧劑 0.2-0.5份。
[0018] 所述乙烯-辛烯嵌段共聚物的分子量在20萬以上。
[0019] 所述二甲基硅油的分子量在15萬以上。
[0020] 所述潤(rùn)滑劑為硬酯酸鈣。
[0021 ] 所述分散劑為脂肪酸酰胺類化合物。
[0022] 所述抗氧化劑為抗氧化劑1010和抗氧化劑168按重量份比2 :1混合而成。
[0023] -種彈性體合金材料制備方法，其包括以下步驟： 1) 按所述配方中各原料的重量份數(shù)稱取乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯的共聚物、 納米級(jí)二氧化硅、分散劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑置于攪拌機(jī)中，在常溫下攪拌5-8min混合均勻； 2) 將上述步驟1)混合后的原料轉(zhuǎn)移至雙螺桿造粒機(jī)中加熱至熔融狀態(tài)，再向其中 加入配方中所述重量份的二甲基硅油混合均勻，擠出造粒，得到所述的彈性體合金材料母 粒； 3) 將上述步驟2)中所得的彈性體合金材料母粒置于擠出機(jī)中，通過擠出機(jī)擠出成型 得到所述的彈性體合金材料。
[0024] 所述步驟1)中攪拌轉(zhuǎn)速為1000r/min。
[0025] 所述步驟2)中加熱溫度為180_230°C。
[0026] 實(shí)施例1 一種彈性體合金材料制備方法，其包括以下步驟： 1) 按所述配方中各原料的重量份數(shù)稱取乙烯-辛烯嵌段共聚物66份、乙烯-辛烯的共 聚物28份、納米級(jí)二氧化硅3份、分散劑0. 35份、潤(rùn)滑劑0. 3份、抗氧劑0. 35份置于攪拌機(jī) 中，在常溫下攪拌5-8min混合均勻；