一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物及其制备方法与流程

本发明涉及高密度聚乙烯组合物，具体为一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物及其制备方法。

背景技术：

1、高密度聚乙烯是一种结晶度高、非极性的热塑性高分子材料。其外表呈乳白色，微薄截面呈一定程度的半透明状，无毒、无味，密度在0.940-0.976g/cm3范围内，结晶度为80％～90％，软化点为125～l35℃，耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；由于这些优异的性能，高密度聚乙烯被大量用于生产市政管材。高密度聚乙烯自身也存在一些缺点，如：高温下耐化学腐蚀性较差、强度较低、摩擦系数较高，若遇到坚石、金属等碰撞，易引起凹坑，甚至穿孔破裂，大大减少输送介质的流量，缩短管材的使用寿命。因此，发明一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物及其制备方法。

技术实现思路

1、鉴于上述和/或现有一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物及其制备方法中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明的目的是提供一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物及其制备方法，通过选用高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、碳酸钙、润滑剂、抗氧剂、着色剂作为原料，然后再按照一定的比例进行配比，能够解决上述提出现有的问题。

3、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

4、一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其包括原料，所述原料按重量份计包括：高密度聚乙烯50份-70份、超高分子量聚乙烯20份-40份、聚四氟乙烯5份-10份、乙烯醋酸乙烯共聚物2份-8份、碳酸钙1份-3份、润滑剂0.2份-0.5份、抗氧剂0.3份-0.6份、着色剂1份-3份。

5、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的一种优选方案，其中：所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.05-0.5g/10min，其测试条件为190℃，2.16kg。

6、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的一种优选方案，其中：所述超高分子量聚乙烯的分子量为100万-300万，其摩擦系数低，耐磨性是聚乙烯的4倍，在高温下有很好的耐化学腐蚀性，大大提高材料使用寿命。

7、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的一种优选方案，其中：所述聚四氟乙烯的粒径在0.2-30um之间，分子量低于8万的微粉，其摩擦系数极低、耐磨性好、自润滑性高，能很好的降低材料的摩擦系数，提高耐磨性。

8、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的一种优选方案，其中：所述乙烯醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为15％-25％，其具有良好的相容性，提高材料韧性，降低材料收缩率。

9、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的一种优选方案，其中：所述碳酸钙的粒径在10-50nm之间，其表面经过钛酸酯偶联剂改性，提高材料强度，降低材料收缩率。

10、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的一种优选方案，其中：所述润滑剂为聚乙烯蜡，一种颗粒状的低密度氧化聚乙烯均聚物。

11、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的一种优选方案，其中：所述抗氧剂为dltp、dstp、1010、168中的一种或任意几种的混合物。

12、一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的制备方法，包括具体步骤如下：

13、步骤一：称取物料，按配方重量称各组分的物料，备用；

14、步骤二：混合混炼，将步骤一称取的高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯搅拌混匀后，放入双辊开炼机混炼，辊温130℃-150℃，混炼均匀后破碎制得组合物，其中，超高分子量聚乙烯的流动性很差，通过开炼机混炼使得高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯能够均匀的混在一起，并加入了聚四氟乙烯提高了组合物的流动性和分散性；

15、步骤三：高速混合，将步骤二制备的组合物与步骤一称取的乙烯醋酸乙烯共聚物、碳酸钙、润滑剂、抗氧剂倒入高速搅拌机，混合均匀制得混合物；

16、步骤四：挤出造粒，将步骤三制得的混合物经双螺杆挤出机挤出、切粒、干燥后，即可制得低摩擦系数高密度聚乙烯组合物。

17、作为本发明所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤四中，双螺杆挤出的机身温度为180℃-230℃，挤出机头温度为180℃-220℃，螺杆转速200r/min-500r/min。

18、与现有技术相比：

19、超高分子量聚乙烯的分子量超过200万，摩擦系数低，它具有非常高的滑动摩擦阻力，耐磨性是不锈钢的27.3倍聚乙烯4倍，抵抗强化学物质的侵蚀，除了某些强酸在高温下有轻微腐蚀外，在其他碱液、酸中则不受腐蚀，可用于浓度小于80％的浓盐酸中，在浓度小于75％的硫酸和浓度小于20％的硝酸中稳定，此发明通过将高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯共混改性，且在高密度聚乙烯组合物配方中加入具有低摩擦系数的聚四氟乙烯，起到增效作用，大大降低高密度聚乙烯的摩擦系数，提高了高密度聚乙烯强度、耐摩擦性、高温下的耐化学腐蚀性，超高分子量聚乙烯流动性很差，本发明先将超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯按比例加入搅拌机混匀，再倒入双辊开炼机混炼，然后破碎和其他组分再通过双螺杆挤出造粒，制得的聚乙烯组合物具有优异的加工性能，可以大规模化工业生产，此发明制得的组合物，具有极低的摩擦系数，优异的耐磨性及高温下的耐化学腐蚀性，特别适用于市政管材的生产，大大的提高了管材的输送介质的能力以及使用寿命，且同样适用于污水处理池、耐化学药品腐蚀等场所的内衬材料。

技术特征：

1.一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，包括原料，其特征在于，所述原料按重量份计包括：高密度聚乙烯50份-70份、超高分子量聚乙烯20份-40份、聚四氟乙烯5份-10份、乙烯醋酸乙烯共聚物2份-8份、碳酸钙1份-3份、润滑剂0.2份-0.5份、抗氧剂0.3份-0.6份、着色剂1份-3份。

2.根据权利要求1所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.05-0.5g/10min，其测试条件为190℃，2.16kg。

3.根据权利要求1所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量为100万-300万，其摩擦系数低，耐磨性是聚乙烯的4倍，在高温下有很好的耐化学腐蚀性，大大提高材料使用寿命。

4.根据权利要求1所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯的粒径在0.2-30um之间，分子量低于8万的微粉，其摩擦系数极低、耐磨性好、自润滑性高，能很好的降低材料的摩擦系数，提高耐磨性。

5.根据权利要求1所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述乙烯醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为15％-25％，其具有良好的相容性，提高材料韧性，降低材料收缩率。

6.根据权利要求1所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述碳酸钙的粒径在10-50nm之间，其表面经过钛酸酯偶联剂改性，提高材料强度，降低材料收缩率。

7.根据权利要求1所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡，一种颗粒状的低密度氧化聚乙烯均聚物。

8.根据权利要求1所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为dltp、dstp、1010、168中的一种或任意几种的混合物。

9.一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

10.根据权利要求9所述的一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，双螺杆挤出的机身温度为180℃-230℃，挤出机头温度为180℃-220℃，螺杆转速200r/min-500r/min。

技术总结
本发明公开的属于高密度聚乙烯组合物技术领域，具体为一种低摩擦系数高密度聚乙烯组合物及其制备方法，包括原料，所述原料按重量份计包括：高密度聚乙烯50份‑70份、超高分子量聚乙烯20份‑40份、聚四氟乙烯5份‑10份、乙烯醋酸乙烯共聚物2份‑8份、碳酸钙1份‑3份、润滑剂0.2份‑0.5份、抗氧剂0.3份‑0.6份、着色剂1份‑3份，本发明先将超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯按比例加入搅拌机混匀，再倒入双辊开炼机混炼，然后破碎和其他组分再通过双螺杆挤出造粒，制得的聚乙烯组合物具有优异的加工性能，可以大规模化工业生产，此发明制得的组合物，具有极低的摩擦系数，优异的耐磨性及高温下的耐化学腐蚀性。

技术研发人员：王鸿鹏,欧阳进
受保护的技术使用者：深圳市巍特环境科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13