[发明专利]一种高耐磨聚烯烃管道专用料及其制备方法

说明书

一种高耐磨聚烯烃管道专用料，由以下质量份数的组分组成：聚烯烃热塑性弹性体0‑80份、氟橡胶接枝改性聚烯烃热塑性弹性体20‑99.8份、抗氧剂0.2‑1份，本发明结合引入低表面能的含氟橡胶降低材料的摩擦系数、双螺杆动态交联形成弹性体网络、双螺杆反应接枝三种技术手段，制备的聚烯烃管道专用料的耐磨性好，加工性优异；本发明的高耐磨聚烯烃管道专用料用于钢管的内衬耐磨层时，通过引入马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，耐磨层在热成型时可以粘接到钢管内壁，而非套在钢管内壁，耐磨层与钢管复合成一体，复合管具有更长的使用寿命；本发明的高耐磨聚烯烃管道专用料与聚乙烯、聚丙烯外管材料相容性极佳，共挤成型时芯管耐磨层与外管有效熔合成一体。

技术领域

本发明涉及聚烯烃管道专用料制造领域，尤其是一种高耐磨聚烯烃管道专用料及其制备方法。

背景技术

我国共有非煤矿山10万余处（其中金属矿山将近1万座），我国港口以及江河湖库的泥沙疏浚总量超过200亿m³，因此管道在精（尾）矿浆输送，疏浚泥浆输送等领域的用量相当巨大。

目前市场上主要以钢管和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）管为主，钢管极易被腐蚀和磨损，使用寿命短，同时比重大，安装维护费用高；UHMWPE管虽然耐磨和耐腐蚀性能优于钢管，但加工难、耐压低，在恶劣工况下无法满足耐磨要求，目前仅局限于一些中低压、中小口径领域应用。

因此，国家巨大用管体量下的现有管道能耗巨大，不可持续，市场迫切需要一种耐磨性能更为优异的管道及耐磨材料。

采用内衬耐磨材料的复合管道是钢管和UHMWPE管的优秀替代管道，如山东东宏管业股份有限公司研发的通过共挤聚烯烃耐磨层的聚乙烯复合管、共挤聚烯烃耐磨层的钢丝网骨架增强聚乙烯复合管。专利号为CN 103013022 B的专利公开了一种聚硅氧烷接枝的超高分子量聚乙烯改性材料，利用聚硅氧烷接枝至UHMWPE 上，使得UHMWPE 材料的流动性和润滑性得到了极大的提高，克服了传统UHMWPE 材料加工的难题，但该材料的极性弱，用于钢管的耐磨层时由于材料本身的非极性强，不能有效的与钢管粘接形成一个整体，使用过程内衬层易与钢管发生分离。专利号为CN 108329638 A的专利公开了一种硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体耐磨材料，通过硅烷将苯乙烯类热塑性弹性体接枝改性形成轻度交联体系，使得苯乙烯类热塑性弹性体呈橡胶状，通过弹性形变能有效吸收固体颗粒的冲击能而提高材料的耐磨性，但由于苯乙烯类热塑性弹性与聚乙烯、聚丙烯材料的相容性差，共挤复合时苯乙烯类热塑性弹性耐磨层与聚乙烯、聚丙烯外管不能热复合成一个整体，外层聚乙烯、聚丙烯管与耐磨芯管没有热熔成一体，长期使用会出现耐磨芯管与外管分离问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题之一所采用的技术方案是：一种高耐磨聚烯烃管道专用料，由以下质量份数的组分组成：聚烯烃热塑性弹性体0-80份、氟橡胶接枝改性聚烯烃热塑性弹性体20-99.8份、抗氧剂0.2-1份。

优选地，所述聚烯烃热塑性弹性体由以下组分组成：第一组合物、第二组合物、有机过氧化物、助交联剂；有机过氧化物0.01-1份、助交联剂0.01-0.5份。

优选地，所述的第一组合物由以下组分中的一种或多种组成：三元乙丙橡胶、聚乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯-丁烯共聚物、聚乙烯-辛烯共聚物；各所述组分质量份数如下：三元乙丙橡胶5-30份、聚乙烯-丙烯共聚物30-85份、聚乙烯-丁烯共聚物30-85份、聚乙烯-辛烯共聚物30-85份。取用各组分时可以针对每种组分钟的部分进行取用，使得取用的组分的一种或多种的质量份数之和满足要求即可，并非使用每种原料时必须全部取用，此处给出的质量份数只是作为一个区间范围来供使用本组分时的总量参考。