專利名稱：高耐磨改性聚烯烴管道材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料，具體涉及一種高耐磨改性聚烯烴管道材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
耐磨管道主要用于氣力、泵送漿體等物料輸送管道。由于輸送介質(zhì)具有硬度高，流速快，流量大等特點，能有效降低輸送介質(zhì)長期持續(xù)對管壁產(chǎn)生沖擊、磨損、腐蝕等使管道產(chǎn)生疲勞致使?jié)u漸被磨穿的速度。耐磨管道除應用于燃煤電廠除灰、排渣管、送粉、回粉管，脫硫管道外，還廣泛用于以下行業(yè) 礦山煤炭工業(yè)中水煤漿、洗煤泥、礦山充填料、礦煤粉；金屬礦山精礦和尾礦的輸送管道及彎頭；冶金鋼鐵廠的煉鐵的高爐噴煤、輸渣等管道；CA0、鋅碚砂輸送管道，煉鋼的輸送鐵合金、爐外精煉等優(yōu)選的管道及彎頭；水泥旋窯濕法生產(chǎn)線的生料漿輸送、煤粉輸送、提升機的下料、成品水泥氣力輸送裝卸，混凝土輸送管道及彎頭?；っ悍圯斔凸艿溃璺?、鹽漿、堿漿等原料輸送管道及彎頭。糧食谷粒、谷殼等的風送管道。由此可以看出，耐磨管道輸送已經(jīng)遍及電力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、機械等行業(yè)，并高速地發(fā)展著。當耐磨管道內(nèi)輸送磨削性大的物料時(如灰渣、煤粉、礦精粉、尾礦、水泥等)，都存在一個耐磨管道磨損快的問題，特別是彎管磨損更快。當耐磨管道內(nèi)輸送具有強烈腐蝕的氣體、液體或固體時，存在耐磨管道被腐蝕而很快破壞的問題。超高分子量聚乙烯(UHMWPE英文全稱是ultra-high molecular weightpolyethylene pipe)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，耐磨損、耐低溫、耐腐蝕、自身潤滑、抗沖擊性能在所有塑料中為最高值，耐磨性能優(yōu)于聚四氟乙烯、尼龍、碳鋼等材料，可長期在-169至+80°C條件下工作，被稱為〃令人^(異〃的工程塑料，能適應水質(zhì)流體、固體顆粒、粉體、漿體等，對于傳統(tǒng)的金屬管道難以滿足的要求，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管道都能替代，以極高的耐腐蝕、高耐磨、自潤滑吸收沖擊等綜合性能，在各行業(yè)都有廣泛的應用；在固體顆粒、粉末、漿體、氣體輸送方面，有獨一無二的優(yōu)越性。但是，由于UHMWPE的分子量極高，不具備流動性能，加工極為困難，限制了其產(chǎn)品的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有耐磨管道的缺陷，同時也克服超高分子量聚乙烯的加工困難的問題，提供一種新的高耐磨管道材料。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種高耐磨改性聚烯烴管道材料，采用聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物作為主要材料，輔助以接枝PE、填料、潤滑劑、加工助劑而制得。其中聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物的用量占高耐磨改性聚烯烴管道材料的30-80%wt，聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物包括帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯，其中帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯的重量比為I 80 20 99 ；其中帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷，分子量在100-1000。具有如下通式
權(quán)利要求
1.一種高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于采用聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物作為主要材料，輔助以接枝PE、填料、潤滑劑、加工助劑而制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物的用量占高耐磨改性聚烯烴管道材料的30-80%wt，聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物包括帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯，其中帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯的重量比為I 80 20 99 ；所述的帶有烯烴結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷，分子量在100-1000，并具有如下通式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的聚硅氧烷由引發(fā)劑和催化劑進行自由基催化聚合接枝至UHMWPE主鏈，從而形成聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物，所選用的引發(fā)劑為過氧化物化合物，用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的O. 01-10%wt ;催化劑是胺催化劑，用量不超過高耐磨改性聚烯烴管道材料的l%wt。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的過氧化物化合物為過氧化苯甲酰或過氧化甲乙酮；所述的胺催化劑為乙胺或丙胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的接枝PE的接枝單體為馬來酸酐、環(huán)氧、丙烯酸、硅氧烷中的一種，接枝率為O. 1-10%，接枝PE的用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的l_20%wt。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的填料為滑石粉、石墨、氧化鈦、碳酸鈣、硅灰石中的一種，粒徑為O. 1-10 μ m，填料用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的l_50%wt。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的潤滑劑為硬脂酸或聚乙烯蠟，用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的O. l-10%wt。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨改性聚烯烴管道材料，其特征在于所述的加工助劑為含氟加工助劑，主要成份為偏氟乙烯或偏氟乙烯一六氟丙烯共聚物，用量為高耐磨改性聚烯烴管道材料的O. 01-10%wto
9.權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述高耐磨改性聚烯烴管道材料的制備方法，其特征在于將引發(fā)劑、催化劑按比例溶于丙酮或二甲苯溶劑中，制得引發(fā)劑溶液^fUHMWPE粉料加入高速混合機中，然后將配置好的引發(fā)劑溶液、聚硅氧烷加入，開動高速混合機，在低速1-1OOrpm條件下混合l-lOmin,然后提高轉(zhuǎn)速至500-1000rpm,混合10_30min后停機,加入高分子量PE、填料、潤滑劑、加工助劑,在低速1-1OOrpm條件下混合1-1Omin出料,然后通過雙螺桿擠出造粒機制得高耐磨改性聚烯烴管道材料，造粒溫度為150-250°C，在雙螺桿擠出過程中通過抽真空除去溶劑和反應過程中的低分子副產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高耐磨改性聚烯烴管道材料，是采用聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物作為主要材料，輔助以接枝PE、填料、潤滑劑、加工助劑而制得。本發(fā)明還提供了所述高耐磨改性聚烯烴管道材料的制備方法。本發(fā)明利用聚硅氧烷接枝至UHMWPE上，使得UHMWPE材料的流動性和潤滑性得到了極大的提高，克服了傳統(tǒng)UHMWPE材料加工的難題，推動了UHMWPE材料在耐磨管道行業(yè)的應用。
文檔編號C08K3/34GK103013022SQ20121058435
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者陳曉梅, 陳軍 申請人:四川鑫成新材料科技有限公司