一种聚酰胺、聚酮和聚烯烃合金材料及其制备方法与流程

1.本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚酰胺、聚酮和聚烯烃合金材 料及其制备方法。


背景技术：

2.目前的管道内衬多采用聚乙烯材料或者pvc材料制备，其耐腐蚀性不足， 腐蚀穿孔情况尤为突出，尽管采用了多种防腐措施，如：加入缓蚀剂、阴极保护 和内外涂层保护等，但随着时间的推移，腐蚀和腐蚀引起的强度降低、坑蚀穿 孔很难避免，这些缺陷的存在将会降低管道运行的安全性。
3.cn201621142629.0公开了一种具有防腐功能的超高分子聚乙烯内衬 管，该超高分子聚乙烯管体内部设有防腐层，防腐层的内侧圆心位于防腐层外 侧圆心的上方，其有效解决超高分子聚乙烯管体下部的防腐蚀层消耗严重的问 题。
4.cn201621142346.6公开了一种耐冲击的超高分子聚乙烯内衬管，所述 超高分子聚乙烯管基体内侧壁上固定设有若干个凸起；所述超高分子聚乙烯管 基体外侧复合有pe中间层，pe中间层外侧复合有保护层。该专利所用内衬材 料为超高分子聚乙烯，但导热性能较差。
5.因此，需要研发一种能够兼有吸水率极低，尺寸稳定，耐磨，高韧性，耐 化学、耐水解、热变形温度相对较高、应变能力和可回弹性良好的复合材料。


技术实现要素：

6.针对以上问题，发明人提供一种的聚酰胺、聚酮和聚烯烃合金材料，其对 于现在大规模应用的hdpe管材材料进行改进，本发明材料兼有吸水率极低， 尺寸稳定，耐磨，高韧性，耐化学、耐水解、热变形温度相对较高、应变能力 和可回弹性良好，而且拥有比较宽的加工窗口、优异的熔融强度易于挤出加工 的优点，在工业中的应用有广阔前景。
7.本发明提供以下方案：
8.一种聚酰胺、聚酮和聚烯烃合金材料，其特征在于：以质量百分比计，包 含以下成分：
9.聚酰胺20％～40％；
10.聚烯烃30％～50％；
11.聚酮15％～20％；
12.热塑性弹性体5％
‑
15％；
13.沙林树脂2％
‑
5％；
14.助剂0.3％～1％；
15.以上各组分总和为100％。
16.优选的，最佳组分为
17.聚酰胺30％；
18.聚烯烃40％
19.聚酮20％；
20.热塑性弹性体5％；
21.沙林树脂4％
22.助剂1％。
23.优选地，所述聚酮为脂肪族聚酮，优选地，所述脂肪族聚酮为晓星m330a、 m330v、m630a、m710f、m730u、m930v中的一种或多种混合物。
24.优选地，所述热塑性弹性体为马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物、马来酸酐 接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯
‑
丁烯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸甲酯
‑
甲基丙烯酸 缩水甘油酯无规三元共聚物、乙烯
‑
丙烯酸丁酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共 聚物中的一种或多种混合物。
25.优选地，所述沙林树脂为杜邦9910、9920、9320、ad1032的一种或 多种混合物。
26.优选地，所述聚酰胺为脂肪族聚酰胺，优选地，所述脂肪族聚酰胺为pa6、 pa66、pa610、pa612、pa1012、pa1010、pa1212、pa56的一种或多种 混合物。
27.优选地，所述聚烯烃为聚丙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯、 低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯
‑
丙烯共聚物的一种或多种混合物。
28.优选地，所述助剂为抗氧剂和润滑剂。
29.优选地，所述抗氧剂选自1098、168或其混合物。
30.优选地，所述润滑剂选自硬脂酸钙、taf或其混合物。
31.聚酮拥有如下优异的性能：在宽的温度范围内，都表现出优异的冲击强度； 优异的耐化学性和耐水解稳定性；优异的耐燃油性；高热变形温度；卓越的摩 擦性能；低渗透性/高(气体)阻隔性；优异的阻燃性能；但聚酮的加工性和 耐油性不如聚酰胺，不适合用于直接挤出，在挤出、注塑过程中由于加工温度 区间比较窄，温度稍低不能加工，温度稍高又容易可能会造成烧焦碳化。
32.热塑性弹性体和马来酸酐接枝物的引入有利于增加整个材料体系的相容 性，同时对提高熔体强度有帮助，有利于稳定挤出。
33.沙林树脂是杜邦利用独特的生产工艺聚合而成，是乙烯
‑
(甲基)丙烯酸 锌盐、钠盐、锂盐等离子键聚合体。沙林树脂具有优异的低温抗冲击韧性、出 色的抗磨损、刮擦性能、出色的抗化学药品性能、优异的熔融强度(熔融下拉 伸不断裂)。
34.本发明还提供一种聚酰胺、聚酮和聚烯烃合金材料的制备方法：
35.步骤a：将按配方组分计量好的聚酰胺、聚酮和聚烯烃、热塑性弹性体、 沙林树脂、助剂先后加入到高速配料搅拌机中高速混合10
‑
20min，混合均匀 得到预拌混合物；
36.步骤b：预拌混合物投入te
‑
75平行双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机一区、 二区、三区、四区、五区、六区、七区、八区、九区、机头温度依次设置为 240℃、260℃、260℃、250℃、250℃、240℃、210℃、190℃、190℃、250，温控误差控制范围均为
±
30℃，转速设置为250r/min，转速误差控制 范围为
±
50r/min。
37.本发明还提供一种上述材料的用途，用于制造输油管道内衬管。
38.本发明还提供一种输油管道内衬管，其由前述材料挤出成型得到。
39.与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：
40.本发明所述聚酰胺、聚酮和聚烯烃合金材料弱化了聚酰胺在气体阻隔，碳 氢化合
物阻隔，无铅汽油的渗透性，阻燃，耐磨，耐热，应变能力/可回弹性 和可恢复性等方面的不足，弱化了聚酮在加工性和耐化学品性的不足，弱化了 聚烯烃材料耐温性和高温耐化学品性的不足。同时，对于现在大规模应用的 hdpe管材材料，本发明材料，兼有吸水率极低，尺寸稳定，耐磨，高韧性， 耐化学、耐水解、热变形温度相对较高、应变能力和可回弹性良好，而且拥有 比较宽的加工窗口、优异的熔融强度易于挤出加工的优点。
具体实施方式
41.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术实施 例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员 在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护 的范围。
42.术语
″
第一
″
、
″
第二
″
、
″
第三
″
等仅用于区分描述，而不能理解为指 示或暗示相对重要性。
43.实施例1
‑
4和对比例1
‑
4：
44.依据下述方法制备合金材料：
45.步骤a：将按表1中的配方组分计量好的聚酰胺、聚酮和聚烯烃、热塑性 弹性体、沙林树脂、助剂先后加入到高速配料搅拌机中高速混合10
‑
20min， 混合均匀得到预拌混合物；
46.步骤b：预拌混合物投入te
‑
75平行双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机一 区、二区、三区、四区、五区、六区、七区、八区、九区、机头温度依次设置 为240℃、260℃、260℃、250℃、250℃、240℃、210℃、190℃、190℃、 250，温控误差控制范围均为
±
30℃，转速设置为250r/min，转速误差控制 范围为
±
50r/min。
47.表1实施例1
‑
4和对比例1
‑
4所述各原料用量如下：
[0048][0049][0050]
注：聚酰胺为岳阳巴陵石化化工化纤有限公司yh800，英威达公司u4800 质量比为2∶1的混合物；所述聚烯烃为台塑台化乙烯
‑
丙烯共聚物t1002、中 国石化高密度聚乙烯
ygh041质量比为1∶1的混合物；所述聚酮为晓星 m230a、m330a、m340a质量比为2∶1∶1的混合物；所述热塑性弹性体 为马来酸酐接枝乙烯
‑
丁烯共聚物；所述沙林树脂为9320、ad1032质量比为 1∶1的混合物，所述助剂为抗氧剂168∶抗氧剂1098∶taf质量比为1∶1∶ 2的混合物；所述高密度聚乙烯为中国石化ygh041。
[0051]
经测试实施例1
‑
4和对比例1
‑
4的合金性能见表2。
[0052]
表2：实施例1
‑
4和对比例1
‑
3所制备的合金的性能
[0053][0054][0055]
注：熔体强度与熔体流动速率存在以下关系：
[0056][0057]
式中，δl为挤出物直径减少50％的挤出物长度，mm；r0为最初从口模挤出的 挤出
物样条的半径，mm；r0可分别测量挤出物的长度为1.59、6.35和 12.70mm时挤出物的半径，由外推法而得；还可通过测量同一根挤出物样条 上5个不同位置的直径，作该散点图的拟合曲线，再在曲线上用插值法得到δl， 然后由上述关系式得出熔体强度。
[0058]
从以上测试结果可以看出，本发明在现有的材料成本相差不多的情况下性 能明显优于现有的材料。
[0059]
以上所述实施例仅表达了本技术的具体实施方式，其描述较为具体和详 细，但并不能因此而理解为对本技术保护范围的限制。应当指出的是，对于本 领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术方案构思的前提下，还可以做 出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。