一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯及其制备方法，按重量计以下原料制成：分子量梯度分布高密度聚乙烯树脂A:80

【技术实现步骤摘要】
一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯及其制备方法


[0001]本专利技术属于新型高分子材料
，具体涉及到一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯及其制备方法。

技术介绍

[0002]注塑级高密度聚乙烯(HDPE)，是由乙烯单体聚合而制得的一种热塑性树脂，通常熔体指数在15克/10min以上,具有无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯。具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时易老化并开裂导致耐磨性能显著下降。适于制作厨房用具、管道、机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件，以及薄膜、板材等应用。
[0003]超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂是一种综合性能优异的热塑性工程塑料材料,通常分子量大于100万。它具有密度低(仅为钢的1/8)、耐化学性能优良,可以耐≤37％浓度的盐酸、<75％浓度的硫酸、<20％浓度的硝酸,并且能够耐碱、耐盐和常用的有机溶剂,它的耐候性能以及耐低温性能较好,由于该材料磨擦系数小,表面不易结垢,所以该材料特别适用于轨道交通、矿山、造纸、化工等领域,用于轴承瓦，齿轮、阀门、密封填料、人工关节、滑雪板等产品的制造。虽然超高分子量聚乙烯树脂具有如上优点,但是该材料却还存在着许多缺点低,膨胀系数大,流动性能极差以及成型加工非常困难。只有通过特殊的加工手段如粉末热压成型和溶剂凝胶纺丝等工艺，可以制备成为防弹衣纤维和齿轮、轴承瓦和棒材等制品，但很难通过常规的塑料注塑成型工艺进行批量制品生产。
[0004]注塑级高密度聚乙烯HDPE是一种常见的塑料材料，由于其刚性不足，表面硬度较低，在实际使用过程中容易产生擦痕、变形。特别在户外阳光和风沙作用下，材料将加速老化导致表面开裂，耐磨性能显著下降。
[0005]专利CN 109627595A针对聚丙烯材料，通过加入耐磨增强剂如膨润土、沸石粉、氮化硅纤维，提升聚丙烯的耐磨性，但迅速造成了韧性的下降，其耐候和长期磨损性能也没有得到有效改善。
[0006]专利CN 112391006 A利用聚丙烯、高密度聚乙烯、长碳链尼龙、相容剂、抗氧剂和润滑剂，通过高密度聚乙烯与长碳链尼龙的协同作用，大幅度的提升了聚丙烯的耐磨和自润滑性能，其耐磨效果不会随着使用过程衰减。
[0007]CN101003561A则选择高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯两类树脂，通过一类低熔点、低粘度的复合分散剂，并协同弹性体，制备了一类具有更高薄膜拉伸撕裂强度的合金材料，该材料没有表现出良好的表面硬度、刚性和耐磨性能。
[0008]为提高高分子材料的耐磨性能，现有的方式往往通过在原料中加入二硫化钼、聚四氟乙烯等改善树脂材料的耐磨性，也有通过在材料中加入滑石粉填充来增加材料的耐磨性，但是对耐磨性的提升较小，而且会迅速造成材料延性下降。也用通过加入液体润滑油如矿物油、硅油等，提高材料的润滑和抗磨损特性，但存在潜在交叉污染，在长期使用过程中，小分子润滑油容易老化失效。

技术实现思路

[0009]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0010]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0011]因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯，其特点在于：所述
[0013]原料按百分比重量计：分子量梯度分布高密度聚乙烯树脂A:80
‑
95份、表面润滑改性的硬度润滑补强剂B:5
‑
12份、抗氧化和抗紫外稳定剂C:1
‑
2份，利用双螺杆或单螺杆共混改性装置，进行熔融挤出获得一类高韧性、高耐磨和增强硬度的润滑型材料。
[0014]作为本专利技术所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯优选方案，其中：所述分子量梯度分布的高密度聚乙烯,包括分子量大于100万的超高分子量聚乙烯(A1，UHMWPE)，熔指在3
‑
15克/10min的高分子高密度聚乙烯(A2，分子量30
‑
50万，HMWHDPE)，以及熔指在50
‑
120克/10min的注塑级HDPE(A3，分子量
‑
HDPE)，熔指测试条件为190℃，21.6公斤。
[0015]作为本专利技术所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯优选方案，其中：所述分子量梯度分度的高密度聚乙烯，以百分比重量计：A1：A2：A3为15～55：10～30：25～45。
[0016]作为本专利技术所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯优选方案，其中：所述表面润滑改性的硬度润滑补强剂B中，硬度润滑补强剂B1为D50粒径在1
‑
30微米、经表面改性的超细玻璃微珠，表面润滑剂改性剂B2为经表面活化的亚微米和纳米石墨微粉，其D50平均粒径为20nm
‑
500nm。
[0017]作为本专利技术所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯优选方案，其中：所述硬度润滑补强剂B1的表面活化处理使用0.2％
‑
2.0％的硅烷偶联剂。
[0018]作为本专利技术所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯优选方案，其中：所述B1和B2粒径比例为5～20：1，其重量比例为2～5：1。
[0019]作为本专利技术所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯优选方案，其中：所述硅烷偶联剂为偶联剂KH550，KH560。
[0020]作为本专利技术所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯优选方案，其中：所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168重量比3:1组成，抗紫外剂为紫外吸收剂UV531和紫外光稳定剂944。
[0021]本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯的制备方法，其特点在于：包括以下步骤
[0022]制备耐磨增强剂：按重量计取超细石墨微粉1.5
‑
8份，硅烷偶联剂处理的超细玻璃微珠3
‑
20份，使用球磨机研磨1h，然后使用高速分散机在1500
‑
1800r/min的转速下处理20
‑
30min，得到硬度润滑补强剂；
[0023]挤出造粒：按重量计取分子量梯度分布的高密度聚乙烯80
‑
95份、抗氧化剂1
‑
2份、耐磨增强剂5
‑
20份加入挤出机料斗，使用挤出机进行挤出造粒，得到一种可注塑高耐磨型高密度聚乙烯。
[0024]作为本专利技术所述制备方法优选方案，其中：所述挤出机的长径比为35
‑
48：1，挤出机一段温度100
‑
150℃、二段温度225
‑
230℃、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯，其特点在于：所述原料按百分比重量计，包括分子量梯度分布高密度聚乙烯树脂A:80
‑
95份、表面润滑改性的硬度润滑补强剂B:5
‑
12份、抗氧化和抗紫外稳定剂C:1
‑
2份，利用双螺杆或单螺杆共混改性装置，进行熔融挤出获得一类高韧性、高耐磨和增强硬度的润滑型材料。2.根据权利要求1所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯，其特征在于，所述分子量梯度分布的高密度聚乙烯,包括分子量大于100万的超高分子量聚乙烯(A1，UHMWPE)，熔指在3
‑
15克/10min的高分子高密度聚乙烯(A2，分子量30
‑
50万，HMWHDPE)，以及熔指在50
‑
120克/10min的注塑级HDPE(A3，分子量
‑
HDPE)，熔指测试条件为190℃，21.6公斤。3.根据权利要求2所述的分子量梯度分布的高密度聚乙烯，其特征在于，所述分子量梯度分度的高密度聚乙烯，以百分比重量计：A1：A2：A3为15～55：10～30：25～45。4.根据权利要求1所述的一种可注塑级高耐磨性高密度聚乙烯，其特征在于，所述表面润滑改性的硬度润滑补强剂B中，硬度润滑补强剂B1为D50粒径在1
‑
30微米、经表面改性的超细玻璃微珠，表面润滑剂改性剂B2为经表面活化的亚微米和纳米石墨微粉，其D50平均粒径为20nm
‑
500nm。5.根据权利要求4所述的硬度润滑补强剂B1，其特征在于，所述硬度润滑补强剂B1的表面活化处理使用0.2％
‑
2.0％的硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋红亮，杨仕龙，顾建忠，胡建国，
申请(专利权)人：宁波甬复新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：