[发明专利]一种高取向、热老化性能好的硬质管材用聚乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高取向、热老化性能好的硬质管材用聚乙烯复合材料及其制备方法，该改性聚乙烯主要由支化度低的双峰高密度聚乙烯85～95份、超高分子量聚乙烯5～10份、其他助剂1～3份组成。主要将超高分子量聚乙烯粉末、助剂以及有较好韧性的支化低的双峰高密度聚乙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出成型而得改性聚乙烯粒子。双峰高密度聚乙烯具备的高分子量、高支化度和低分子量低支化度两部分组分，给聚合物提供良好机械性能的同时又能改善材料的加工性能，提高了体系的稳定性；且相对分子质量高的组分占比越多，行成的高密度聚乙烯熔体强度越大。同时，支化度较低的聚乙烯内部结构中含有较少的shish‑kebab晶体和较多的部分取向片晶。

技术领域

本发明涉及一种高取向、热老化性能好的硬质管材用聚乙烯复合材料及其制备方法，属于聚乙烯管材技术领域。

背景技术

高密度聚乙烯(HDPE)管材密度低、强度高、韧性好且耐用性优良，因此有望替代老化的金属输水管道。

从二十世纪八十年代起，聚乙烯(PE)被首次应用到管道，之后在运输或配送水和天然气的市场地位越来越高。与其它用作管材方面的材料相比较，聚乙烯管材密度低、耐腐蚀，且具有高的延展性。而比起单峰高密度聚乙烯，相对分子量分布呈现双峰装的双峰高密度管材用聚乙烯树脂具有良好的力学性能和加工性能。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的极高的分子量赐予其很多优秀的性能，如耐老化、抗冲击等等。将超高分子量聚乙烯与高密度聚一下共混，对复合材料熔体流动性能和力学性能有着优越的提升，能够制备出一种加工性能良好，同时又具有优异的力学性能的HDPE增强材料。

常用的改性方法有共混、增塑及共聚改性。其中共混改性是较为常用的改性方式，它可以有效提高聚合物的机械性能及加工性能，降低成本。由于无机填料和聚合物基体的相容性较差，复合时容易在界面上形成空隙和缺陷，导致界面强度较低。而使用偶联剂对填料表面处理可解决此问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种一种高取向、热老化性能好的硬质管材用聚乙烯复合材料及其制备方法，主要将超高分子量聚乙烯、助剂以及支化度低的双峰高密度聚乙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出成型而得改性聚乙烯粒子。其中双峰高密度聚乙烯具备的高分子量、高支化度和低分子量低支化度两部分组分，给聚合物提供良好机械性能的同时又能改善材料的加工性能，提高了体系的稳定性；且相对分子质量高的组分占比越多，行成的高密度聚乙烯熔体强度越大。同时，支化度较低的聚乙烯内部结构中含有较少的shish-kebab晶体和较多的部分取向片晶。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种高取向、热老化性能好的硬质管材用聚乙烯复合材料，由下列按照重量份计的原料制备而成：

支化度低的双峰高密度聚乙烯：85～95份；

超高分子量聚乙烯：5～15份；

其他助剂：1～3份；

其中，所述的双峰高密度聚乙烯材料是指在190℃，2.16Kg条件下材料的流动速度在0.2g/10min到1g/10min的、且支化度较低、分子量分布呈双峰形式的高密度聚乙烯。

所述的超高分子量聚乙烯为粘均分子量在250-300W之间的超高分子量聚乙烯粉末。

所述其他助剂由下列成分按照重量份数制备而成：

双峰高密度聚乙烯：85～95份；

相容剂：0.3～2份；

润滑剂：0.3～2份；

偶联剂：0.3～2份。

所述的表面偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂其中的一种或多种。