[发明专利]高润滑耐磨聚烯烃材料、高润滑耐磨聚烯烃管道及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及高润滑耐磨聚聚烯烃材料及使用该材料制备的高润滑耐磨聚烯烃管和它们的制备方法，属于塑料管道加工领域。

背景技术

管道主要应用于三个方面：(1)松散物料输送；(2)浆体输送；(3)气体流体输送。输送介质对管道的摩擦磨损是管材在使用过程中无法回避的问题，尤其是在松散物料及浆体输送过程中，输送介质对管材的磨损最为严重，极大降低了管材的使用寿命。制备具有高输送能力、高耐磨性能的管材是固体和浆体输送的迫切需要，成为管道研究与应用的焦点和难点。至今，已有多种耐磨管得以应用：(1)铁基高铬耐磨铸铁复合管：该管道既具有耐磨铁管的耐磨特性，又具有普通钢管的韧性。但重量太大，安装运输困难，价格较为昂贵，且不耐腐蚀，应用受到限制。(2)耐磨钢塑复合管：以普通钢管为承压骨架，以特殊配方的塑料或橡胶为耐磨层，运行阻力小，耐腐蚀。但存在塑料层或橡胶层与钢管贴合不牢固，法兰处橡胶不易处理，过渡不圆滑等缺陷，在应用中常出现整体脱胶现象。(3)陶瓷复合钢管，采用“自蔓燃高温合成离心工艺”技术制造而成，具有耐磨性强、复合成形牢固、管道轻便、施工安装方便。但加工工艺较为复杂、加工成本较高，同时未解决好接头密封问题，使用和推广受到一定限制。

吴念，刘萍，吴京，刘宁，王德禧，超高分子量聚乙烯管材挤出成型技术的新进展，塑料，2000，4(29)：11-14介绍了超高分子量聚乙烯管，CN 1696185A公开了一种纳米硅橡胶改性超高分子量聚乙烯及其制备方法和用途；CN 101344198A公开了一种超高分子量聚乙烯耐磨管道。超高分子量聚乙烯管摩擦系数低，为0.07-0.11，耐磨性是普通钢管的6-8倍，不锈钢管的4-7倍，PVC工程塑料管的4-6倍，可广泛地应用于矿山、石油化工、电力油气、煤炭、冶金焦化、海水处理、清淤工程、污水处理等浆体集输工业领域。UHMWPE管材以其卓越的性能获得了广泛的应用。但由于UHMWPE分子量极高，大分子链间的无规缠结使其熔体粘度高达10⁸Pa·s，流动性极差，临界剪切速率低，容易产生熔体破裂，使其加工困难，管道连接困难，不能采用热融焊接方法来连接，给管道现场施工造成了一定的困难。同时其原料与加工成本高，UHMWPE原料较普通PE为高6000元/吨左右以上；在制备管时，UHMWPE通常需与其他价格昂贵的改性剂(如液晶高分子、硅橡胶等)共混使用，从而大大增加了UHMWPE管的成本。

张玉川，塑料管道国内外技术发展新动向[II]，塑料，2008，4(37)：59-61公开了塑料管道国内外技术发展新动向，塑料管内壁光滑(聚乙烯管的摩擦系数μ＝0.20)，与金属管相比输送水的压力损失小30％，在同样输送能力状态下，管径可减少20％。塑料管壁不易结垢，不会出现随使用年限的增加而造成压力损失渐增的现象。在相同口径、输送压力相同的条件下，塑料管的流量比混凝土管和金属管都大，在一定程度上用塑料管输送流体可以用口径较小的管道，从而减小施工量以及节约材料。同时，生产塑料管的能耗远远小于生产钢管的能耗。此外塑料管道还具有重量轻、不生锈、不结垢、水质卫生、没有管道二次污染、安装劳动强度低，以及节约施工综合费用等独特优点，因此是优良的耐磨管，得到广泛使用。但由于其摩擦系数较高，磨耗较大，需要进一步提高其摩擦磨损性能。

纵上所述，现今需要发展成本低廉、易于施工、加工简单且摩擦磨损性能优良的耐磨塑料管。

发明内容

本发明的目的是针对现有塑料管磨耗较大的特点，提供一种高润滑耐磨聚烯烃材料及利用该材料制备的聚烯烃耐磨管。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：采用高润滑耐磨聚烯烃材料制备的聚烯烃耐磨管。其中本发明所述高润滑耐磨聚烯烃材料是在聚烯烃中添加聚氧化乙烯，其中聚烯烃和聚氧化乙烯的重量配比为：

聚烯烃      80～99份

聚氧化乙烯  1～20份。

除特殊说明外，本发明所述原料份数均为重量份数。

其中所述聚烯烃可以为聚乙烯、聚丙烯等。优选聚乙烯。

其中所述聚乙烯，是以～CH₂～为重复结构单元的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯及超高分子量聚乙烯，所述聚丙烯，是以～CH₂(CH₃)～为重复结构单元的均聚丙烯或共聚丙烯。