[发明专利]一种直径800mm、壁厚35mm的超高分子量聚乙烯管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直径800mm、壁厚35mm的超高分子量聚乙烯管材及其制备方法

背景技术：

随着经济的快速发展，塑料管材以其优越的性能逐渐代替其他传统材料的管材，切发展十分迅速，超高分子量聚乙烯大口径、厚壁管材市场需求量迅速增加，但目前超高分子量聚乙烯的成型工艺为单螺杆挤出成型，由于其材料流动性差、难挤出成型等自身的特性，挤出成型的管材直径在630mm以下，壁厚在25mm以内。实现超高分子量聚乙烯大口径、厚壁管材的生产方法是市场和业内人士所期待的。

发明内容：

本发明的目的为解决超高分子量聚乙烯大口径、厚壁管材生产的技术难题，提供了一种直径800mm、壁厚35mm的超高分子量聚乙烯管材及其制备方法，其主要特点是通过对原料的改性、模具的设计、冷却工艺参数的设计、克服了超高分子量聚乙烯材料流动性差、难挤出成型等性能，实现了超高分子量聚乙烯大口径、厚壁管材的生产，扩大了超高材料的应用领域。

本发明采用的技术方案是：一种直径800mm、壁厚35mm的超高分子量聚乙烯管材及其制备方法，其特征在于包括如下按照重量计的原料配比：

分子量250～300万超高分子量聚乙烯92.8％

分子量2000～3000高分子蜡2％

分子量60～80万高密度聚乙烯5％

炭黑0.2％

本发明采用分子量250～300万的超高分子量聚乙烯为主要组分，它是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能、耐低温，优异的物理机械性能使它应用广泛，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。

分子量2000～3000的高分子蜡是一种聚烯烃合成蜡，其软化点高，而熔融粘度低，分散性好，添加它能明显改变超高分子量聚乙烯管材在加工成型时的流动性、脱膜性。

分子量60～80万的高密度聚乙烯(密度0.941-0.965)是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，添加它可以提高超高分子量聚乙烯熔体流动性，易于成型加工。

炭黑的添加主要是着色剂和作为紫外光稳定剂保护管材表面免遭一定波长的射线照射产生老化，阻止管材的催化降解。

本发明通过超高分子量聚乙烯、高分子蜡、高密度聚乙烯、炭黑按照配比复合，所组成的复合物为本发明的基础。

本发明一种直径800mm、壁厚35mm的超高分子量聚乙烯管材及其制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1、按照重量计的原料的配混：将超高分子量聚乙烯：92.8％、高分子蜡：2％、高密度聚乙烯：5％、炭黑：0.2％，依次加入搅拌机内，通过搅拌机的高速旋转实现物料的均匀分散，混料时间为1小时，备用。

2、挤出机筒、模具的加热：机筒、模具的加热均采用电阻加热方式，即把铸铝加热器外围在机筒、模具的四周，沿挤出机筒、模具分段设置，通过电阻丝加热机筒、模具，将热传给物料；机筒、模具加热区共12区，其中机筒加热区5区、模具加热区7区，各区温度设定为：150 180 195 205 210 210 210 220 210 210 205 195(℃)，测温元件采用热电偶温度传感器实现各段加热温度的控制。

3、挤出成型过程：采用SJ-200B单螺杆挤出机，设置管材直径、壁厚参数和挤出压力、速度参数，将配好的原料加入挤出机料斗，开启油泵、主机，在外加热和螺杆剪切作用下，实现物料的熔融、塑化，由粉状固体逐步变为高粘弹性体，在4-4.5Mpa压力下，连续经机头挤出，挤出速度为7.70HZ，进入管材模具，分流融合成型，经冷却定型，固化成型为超高分子量聚乙烯管材。

本发明的有益效果：一种直径800mm，壁厚35mm的超高分子量聚乙烯管材及其制造方法，其主要特点通过工艺配方设计、对原料的改性、模具、冷却工艺参数的设计、设备选择，实现了大口径超高分子量聚乙烯管材的挤出成型，是超高分子量聚乙烯加工技术领域新的突破，经济和社会效益显著，

具体实施方式：

以下对本发明的实例加以详细说明。

在实施例中按照重量计的原料配比：

超高分子量聚乙烯：92.8％

高分子蜡：        2％

高密度聚乙烯：    5％

炭黑：            0.2％