[发明专利]一种含硅聚乙烯高润滑复合材料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种含硅聚乙烯高润滑(摩擦系数为0.16-0.23)复合材料的制备方法。

背景技术：

HDPE硅芯管是一种内壁带有硅胶质固体润滑剂的新型复合管道，简称硅管。它以高密度聚乙烯、硅芯层母料和色母粒料为原料，通过三台挤出机同步挤压复合而成，具有强度高、密封性优良、自润滑性好、内壁摩擦系数小和施工便捷等特点，目前已在公共信息网、铁路信号系统和有线电视网络等领域得到广泛应用。

硅芯管的外部为提供支撑的聚乙烯层，采用的是耐环境应力开裂性能和流动性能兼备的管材级聚乙烯；内部为硅芯层，用含硅物质降低聚乙烯基体树脂的摩擦系数，达到润滑效果。

硅芯层的制备方法大体上有两种，一是将含硅母料和聚乙烯树脂物理共混；二是通过反应接枝的方法在聚乙烯分子链中引入含硅集团，主要通过自由基引发剂、辐照或力化学引发等方法实现。

中国专利CN1392198提出了一种低成本，动摩擦系数低的硅酮树脂固体自润滑复合材料的制备方法，以硅酮树脂为主要原料与高密度聚乙烯共混，经造粒成型方式制备而成。该方法属于物理共混，机理简单，便于实施，但存在分散不均匀和局部积聚现象，造成部分区域摩擦系数偏高，影响硅芯管的质量。

中国专利CN1380344公开了聚烯烃塑料熔融接技烯类单体的力化学法，其特点是将起始原料(按重量计)聚烯烃塑料溶于溶剂，并与聚烯烃粉料混合均匀，放置、待溶剂挥发后，与润滑剂一并加入带有超声波发生器和超声波传感器的挤出机内，进行挤出接枝反应，获得聚烯烃接枝聚合物或共聚物，这种方法对设备要求较高，不易操作。

中国专利CN101115605公开了一种通过添加自由基引发剂实现反应接枝的方法及设备，这种方法在文献报道中也较多见，它的缺点是易发生严重的交联副反应，不利于材料的二次加工。

中国专利CN1482151公开了一种功能化聚烯烃树脂的制备方法，用电子束或γ-射线对聚烯烃树脂进行预辐照处理，将预辐照的聚烯烃树脂与功能单体及给电子试剂进行机械混合，用反应挤出方法使聚烯烃树脂在熔融态与功能单体发生接枝反应，引入功能基团，这种方法易控、易实施，但引入的乙烯基硅烷对聚乙烯摩擦系数改善甚微。

如何在保证聚乙烯熔体流动性、相容性的前提下，减少聚乙烯的摩擦系数，使其达到硅芯管硅芯层的使用要求，是本专利解决的问题所在。

发明内容：

本发明的目的是提供一种含硅聚乙烯高润滑复合材料的制备方法，在保证聚乙烯熔体流动性、相容性的前提下，减少聚乙烯的摩擦系数，同时保证加工性能，以达到硅芯管硅芯层的使用要求。

本发明所述的实施方法如下：

1)采用电子束或γ-射线对全部聚乙烯进行辐照处理，将乙烯基硅油与辐照后的聚乙烯树脂共混后进行反应挤出，挤出温度为130-200℃，得到含硅聚乙烯高润滑复合材料。

2)上述所用电子束以电子加速器为辐照源，其辐照剂量为5-200Kgy，辐照环境为氧气。上述所用γ-射线以Co-60为辐照源，辐照剂量为5-200Kgy，辐照环境为氧气。

3)按重量份计，聚乙烯以100重量份，乙烯基硅油加入量为0.1-20重量份，其粘度为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；线性低密度聚乙烯：密度0.918-0.939g/cm³。所用的聚乙烯为以上三种中的任何一种或二种。

具体实施方式：

实施例1：

将100份的线性低密度聚乙烯，熔体流动速率为2.0g/10min，密度为0.925g/cm³，在Co-60辐照源下进行辐照，辐照剂量为10Kgy。将辐照后的聚乙烯与15份的乙烯基硅油在高速搅拌机中混合10min，乙烯基硅油的粘度为40150mpa.s。将混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出机螺杆直径为φ30，长径为44，挤出机各段温度设置在130-200℃(共9段，温度分别为130℃，140℃，150℃，160℃，170℃，170℃，180℃，190℃，200℃)，挤出物料经牵引、冷却、造粒后得到成品，经测试，接枝率为0.2％，熔体流动速率为2.5g/10min，摩擦系数(GB/T10006)为0.23。

实施例2：