本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制備超高分子量聚乙烯管材的組合物。
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight Polyethylene，簡稱UHMWPE)一般指相對分子質(zhì)量超過150萬的聚乙烯(PE)，而普通PE的相對分子質(zhì)量一般僅為2萬～30萬，國產(chǎn)UHMWPE的相對分子質(zhì)量可達400萬～500萬，而德國生產(chǎn)的UHMWPE的相對分子質(zhì)量高達1000萬。
UHMWPE極高的相對分子質(zhì)量賦予它極其優(yōu)異的性能：
①極好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性，是普通高密度聚乙烯(HDPE)的200倍、普通塑料的5～10倍；②極強的耐磨性，居塑料首位，是普通塑料的5-7倍、鋼管的7-10倍；
③極高的耐沖擊性，沖擊強度在現(xiàn)有塑料中最高，即使在-70℃條件下仍保持相當(dāng)高的沖
擊強度；
④優(yōu)異的自潤滑性，與聚四氟乙烯(PTFE)相當(dāng)；
⑤優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、耐疲勞性和耐候性；
⑥無毒、不吸水、密度小、不粘附、抗靜電、吸噪音，并且易于機械加工，可著色。
UHMWPE是現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)工程塑料,用其制成的管材與其它塑料管材和金屬管材相比，在許多方面都具有明顯的優(yōu)勢。
雖然UHMWPE具有上述優(yōu)異的性能，但正是由于其超高的相對分子質(zhì)量導(dǎo)致了其熔體粘度極高(達1×108Pa·s)，流動性極差，臨界剪切速率極低，加工時極易產(chǎn)生熔體破裂，很難用常規(guī)的塑料成型設(shè)備和工藝加工。要想用普通擠出設(shè)備擠出UHMWPE管材，必須對其進行改性，即通過各種手段改善UHMWPE的流動性，或者對成型設(shè)備進行改進，或者采用新的成型加工技術(shù)。
中國專利CN101134827和CN1807062采用液晶聚合物改性UHMWPE， 液晶聚合物具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性和流動性，將液晶聚合物與UHMWPE進行復(fù)合，可使UHMWPE的加工性能得到明顯的改善，并使其力學(xué)性能和耐磨性能得到提高，不足之處是加工溫度高達250-300℃，能耗較高，且專利中沒有提及耐熱氧老化性能，對于UHMWPE管材來說，耐熱氧老化性能也是一項很重要的指標(biāo)，影響到管材的使用壽命。
中國專利CN1428370將85-95％超高分子量聚乙烯、3-15％聚硅氧烷、0.2-2％抗氧劑混合、攪拌均勻，在真空干燥箱內(nèi)40-60℃烘干5-7小時，將經(jīng)干燥的原料進行擠出造粒，這種共混料由于加入有機硅作為改性劑，流動性得到極大的提高，所制備的UHMWPE管材具有極好的耐磨性、耐腐蝕性和耐低溫性，但該專利對專用料進行了造粒，成本較高，專利中也沒有提及耐熱氧老化性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種超高分子量聚乙烯管材組合物，它與現(xiàn)有的此類組合物相比，采用氟彈性體改性，且混入特定的抗氧體系，使組合物具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨性能、耐腐蝕性、耐熱氧老化性能和擠出加工性能。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實施的：
研制一種用于制備超高分子量聚乙烯管材的組合物，由以下質(zhì)量比例的原料加工制成：
超高分子量聚乙烯∶含氟聚合物加工助劑∶聚乙烯蠟∶硬脂酸鈣/硬脂酸鋅復(fù)合物∶復(fù)合抗氧劑∶碳黑 = 100份∶0.01～0.05∶2～6∶0.1～1.0∶0.2～0.4∶1～3
其中，
所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量范圍設(shè)置為200×104～300×104；
所述的含氟聚合物加工助劑設(shè)置為偏二氟乙烯的氟化共聚物；
所述的硬脂酸鈣/硬脂酸鋅復(fù)合物的質(zhì)量比例設(shè)置為1～3∶1；
所述的復(fù)合抗氧劑設(shè)置為A受阻酚類抗氧劑和B亞磷酸酯類抗氧劑的混合物，質(zhì)量比例設(shè)置為A∶B = 1∶1～3；
所述的超高分子量聚乙烯組合物的性狀是：黑色粉狀混合物料，堆密度高（≥0.48g/cm3），可以提高擠出加工效率（擠出速度可達≥3m/h）；
拉伸斷裂應(yīng)力，MPa，26～29；拉伸斷裂應(yīng)變，%，260～340；簡支梁沖擊強度，kJ/m2，
不斷裂；拉伸屈服強度，MPa，23～26；氧化誘導(dǎo)期，min，35～68；磨損率，％，0.05～0.50；
擠出性能Ф159mm，m/h，3。
上述的組合物，由以下質(zhì)量比例的原料加工制成：
超高分子量聚乙烯∶含氟聚合物加工助劑∶聚乙烯蠟∶硬脂酸鈣/硬脂酸鋅復(fù)合物∶復(fù)合抗氧劑∶碳黑 = 100份∶0.03～0.04∶3～5∶0.1～1.0∶0.2～0.4∶1～3。
本發(fā)明的有益效果如下：
通過以上方法制備的超高分子量聚乙烯管材組合物具有優(yōu)良的耐熱氧老化性能，200℃氧化誘導(dǎo)期大于45分鐘，同時具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨性能、耐腐蝕性、耐熱氧老化性能和擠出加工性能。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
實施例1
超高分子量聚乙烯（粘均分子量202×104） 100
聚乙烯蠟 4
硬脂酸鈣 0.2
硬脂酸鋅 0.5
復(fù)合抗氧劑 0.3
含氟聚合物加工助劑FX-5920 0.05
碳黑 1.2
實施例2
超高分子量聚乙烯（粘均分子量237×104） 100
聚乙烯蠟 5
硬脂酸鈣 0.5
硬脂酸鋅 0.1
復(fù)合抗氧劑 0.3
含氟聚合物加工助劑FX-5920 0.02
碳黑 1
實施例3
超高分子量聚乙烯（粘均分子量256×104） 100
聚乙烯蠟 6
硬脂酸鈣 0.2
硬脂酸鋅 0.1
復(fù)合抗氧劑 0.3
含氟聚合物加工助劑FX-5920 0.01
碳黑 1.5
實施例4
超高分子量聚乙烯（粘均分子量278×104） 100
聚乙烯蠟 7
硬脂酸鈣 0.1
硬脂酸鋅 0.3
復(fù)合抗氧劑 0.4
含氟聚合物加工助劑FX-5920 0.01
碳黑 2
實施例5
超高分子量聚乙烯（粘均分子量295×104） 100
聚乙烯蠟 4
硬脂酸鈣 0.3
硬脂酸鋅 0.2
復(fù)合抗氧劑 0.25
含氟聚合物加工助劑FX-5920 0.03
碳黑 2.5
按以上各實施例的組合配方配制管材料，測試數(shù)據(jù)見表1