專利名稱：一種含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含硅聚乙烯高潤滑(摩擦系數(shù)為0. 16-0. 23)復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
HDPE硅芯管是一種內(nèi)壁帶有硅膠質(zhì)固體潤滑劑的新型復(fù)合管道，簡稱硅管。它以高密度聚乙烯、硅芯層母料和色母粒料為原料，通過三臺(tái)擠出機(jī)同步擠壓復(fù)合而成，具有強(qiáng)度高、密封性優(yōu)良、自潤滑性好、內(nèi)壁摩擦系數(shù)小和施工便捷等特點(diǎn)，目前已在公共信息網(wǎng)、 鐵路信號(hào)系統(tǒng)和有線電視網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。硅芯管的外部為提供支撐的聚乙烯層，采用的是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能和流動(dòng)性能兼?zhèn)涞墓懿募?jí)聚乙烯；內(nèi)部為硅芯層，用含硅物質(zhì)降低聚乙烯基體樹脂的摩擦系數(shù)，達(dá)到潤滑效果。硅芯層的制備方法大體上有兩種，一是將含硅母料和聚乙烯樹脂物理共混；二是通過反應(yīng)接枝的方法在聚乙烯分子鏈中引入含硅集團(tuán)，主要通過自由基引發(fā)劑、輻照或力化學(xué)引發(fā)等方法實(shí)現(xiàn)。中國專利CN1392198提出了一種低成本，動(dòng)摩擦系數(shù)低的硅酮樹脂固體自潤滑復(fù)合材料的制備方法，以硅酮樹脂為主要原料與高密度聚乙烯共混，經(jīng)造粒成型方式制備而成。該方法屬于物理共混，機(jī)理簡單，便于實(shí)施，但存在分散不均勻和局部積聚現(xiàn)象，造成部分區(qū)域摩擦系數(shù)偏高，影響硅芯管的質(zhì)量。中國專利CN1380344公開了聚烯烴塑料熔融接技烯類單體的力化學(xué)法，其特點(diǎn)是將起始原料(按重量計(jì))聚烯烴塑料溶于溶劑，并與聚烯烴粉料混合均勻，放置、待溶劑揮發(fā)后，與潤滑劑一并加入帶有超聲波發(fā)生器和超聲波傳感器的擠出機(jī)內(nèi)，進(jìn)行擠出接枝反應(yīng)，獲得聚烯烴接枝聚合物或共聚物，這種方法對(duì)設(shè)備要求較高，不易操作。中國專利CN101115605公開了一種通過添加自由基引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)反應(yīng)接枝的方法及設(shè)備，這種方法在文獻(xiàn)報(bào)道中也較多見，它的缺點(diǎn)是易發(fā)生嚴(yán)重的交聯(lián)副反應(yīng)，不利于材料的二次加工。中國專利CN1482151公開了一種功能化聚烯烴樹脂的制備方法，用電子束或 Y-射線對(duì)聚烯烴樹脂進(jìn)行預(yù)輻照處理，將預(yù)輻照的聚烯烴樹脂與功能單體及給電子試劑進(jìn)行機(jī)械混合，用反應(yīng)擠出方法使聚烯烴樹脂在熔融態(tài)與功能單體發(fā)生接枝反應(yīng)，引入功能基團(tuán)，這種方法易控、易實(shí)施，但引入的乙烯基硅烷對(duì)聚乙烯摩擦系數(shù)改善甚微。如何在保證聚乙烯熔體流動(dòng)性、相容性的前提下，減少聚乙烯的摩擦系數(shù)，使其達(dá)到硅芯管硅芯層的使用要求，是本專利解決的問題所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料的制備方法，在保證聚乙烯熔體流動(dòng)性、相容性的前提下，減少聚乙烯的摩擦系數(shù)，同時(shí)保證加工性能，以達(dá)到硅芯管硅芯層的使用要求。本發(fā)明所述的實(shí)施方法如下1)采用電子束或Y-射線對(duì)全部聚乙烯進(jìn)行輻照處理，將乙烯基硅油與輻照后的聚乙烯樹脂共混后進(jìn)行反應(yīng)擠出，擠出溫度為130-200°C，得到含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料。2)上述所用電子束以電子加速器為輻照源，其輻照劑量為5_200Kgy，輻照環(huán)境為氧氣。上述所用Y-射線以Co-60為輻照源，輻照劑量為5-200Kgy，輻照環(huán)境為氧氣。3)按重量份計(jì)，聚乙烯以100重量份，乙烯基硅油加入量為0. 1-20重量份，其粘度為 50 50000mpa. s。上述所用聚乙烯包括高密度聚乙烯密度0. 941-0. 965g/cm3 ；中密度聚乙烯密度0. 925-0. 940g/cm3 ；線性低密度聚乙烯密度0. 918-0. 939g/cm3。所用的聚乙烯為以上三種中的任何一種或二種。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將100份的線性低密度聚乙烯，熔體流動(dòng)速率為2. Og/lOmin，密度為0. 925g/cm3, 在Co-60輻照源下進(jìn)行輻照，輻照劑量為lOKgy。將輻照后的聚乙烯與15份的乙烯基硅油在高速攪拌機(jī)中混合lOmin，乙烯基硅油的粘度為40150mpa. s。將混合后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)螺桿直徑為6 30，長徑為44，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在130-2001(共 9 段，溫度分別為 130°C，140"C, 150°C, 160"C, 170°C, 170°C, 180"C，190"C，200°C )，擠出物料經(jīng)牽引、冷卻、造粒后得到成品，經(jīng)測試，接枝率為0. 2%，熔體流動(dòng)速率為2. 5g/10min, 摩擦系數(shù)(GB/T10006)為 0. 23。實(shí)施例2:將100份的高密度聚乙烯，熔體流動(dòng)速率為0. 3g/10min，密度為0. 952g/cm3，在 Co-60輻照源下進(jìn)行輻照，輻照劑量為150Kgy。將輻照后的聚乙烯與18份的乙烯基硅油在高速攪拌機(jī)中混合lOmin，乙烯基硅油的粘度為150mpa. s。將混合后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)螺桿直徑為6 48，長徑為44，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在130-2001 (11段加熱，溫度分別為 130 "C，140 "C，150 "C，160 "C，170 "C，170 "C，180 "C，180 "C，190 "C，190 "C， 2000C )擠出物料經(jīng)牽引、冷卻、造粒后得到成品，經(jīng)測試，接枝率為12.2%，熔體流動(dòng)速率為 8. 9g/10min，摩擦系數(shù)(GB/T10006)為 0. 16。實(shí)施例3 將50份的線性低密度聚乙烯與50份的高密度聚乙烯混合均勻，高密度聚乙烯熔體流動(dòng)速率為0. 3g/10min,密度為0. 952g/cm3,線性低密度聚乙烯熔體流動(dòng)速率為 2.0g/10min，密度為0.925g/cm3，在電子加速器裝置上用β射線進(jìn)行輻照，輻照劑量為 200Kgy。將輻照后的聚乙烯與15份的乙烯基硅油在高速攪拌機(jī)中混合lOmin，乙烯基硅油的粘度為22000mpa. S。將混合后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)螺桿直徑為Φ30， 長徑為44，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在130-200°C (共9段，溫度分別為130°C，140°C，150°C， 160 °C, 170 °C, 170 °C, 180 V，190 V，200 V )，擠出物料經(jīng)牽引、冷卻、造粒后得到成品，經(jīng)測試，接枝率為5. 8%，熔體流動(dòng)速率為4. 9g/10min，摩擦系數(shù)(GB/T10006)為0. 19。
實(shí)施例4 將50份的線性低密度聚乙烯與50份的中密度聚乙烯混合，線性低密度聚乙烯熔體流動(dòng)速率為2. 0g/10min,密度為0. 925g/cm3,中密度聚乙烯熔體流動(dòng)速率為1. 8g/10min, 密度為0.930g/cm3，在電子加速器裝置上用β射線進(jìn)行輻照，輻照劑量為50Kgy。將輻照后的聚乙烯與10份的乙烯基硅油在高速攪拌機(jī)中混合lOmin，乙烯基硅油的粘度為9960mpa. s。將混合后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)螺桿直徑為Φ48，長徑為44，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在 130-200°C，(11 段溫控，分別為 130°C，140°C，15(rC，16(rC，17(rC，17(rC， 180°C，180°C，190°C，190°C，20(TC )擠出物料經(jīng)牽引、冷卻、造粒后得到成品，經(jīng)測試，接枝率為0. 6%，熔體流動(dòng)速率為2. 2g/10min，摩擦系數(shù)(GB/T10006)為021。
權(quán)利要求
1.一種含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料的制備方法，摩擦系數(shù)為0. 16-0. 23 ；其特征在于 采用電子束或Y-射線對(duì)全部聚乙烯進(jìn)行輻照處理，將乙烯基硅油與輻照后的聚乙烯樹脂共混后進(jìn)行反應(yīng)擠出，擠出溫度為130-200°C，得到含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所用電子束以電子加速器為輻照源，其輻照劑量為5-200Kgy，輻照環(huán)境為氧氣；所用γ-射線以Co-60為輻照源，輻照劑量為5-200Kgy，輻照環(huán)境為氧氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 聚乙烯為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯中的任何一種或二種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于按重量份計(jì)，聚乙烯以100重量份，乙烯基硅油加入量0. 1-20重量份，其粘度為50 50000mpa. s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料的制備方法；采用電子束或γ-射線對(duì)全部聚乙烯進(jìn)行輻照處理，將乙烯基硅油與輻照后的聚乙烯樹脂共混后進(jìn)行反應(yīng)擠出，擠出溫度為130-200℃，得到含硅聚乙烯高潤滑復(fù)合材料；這種方法改性的聚乙烯具有極高的潤滑性，且工藝簡單、原料易得，是制造硅芯管硅芯層的良好材料。
文檔編號(hào)C08L83/07GK102399386SQ20101028324
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者付愉, 劉聰, 張劍, 徐永田, 李曉東, 李連鵬, 王安晨, 王賢慧, 陳光巖 申請人:中國石油天然氣股份有限公司