您所在的位置: 成果库 一种高耐磨性交联聚乙烯材料及其制备方法

一种高耐磨性交联聚乙烯材料及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-01-29 21:24:20

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:江苏无锡市| 朱建萍 | 2022-10-31 22:29:23

本发明公开了一种高耐磨性交联聚乙烯材料及其制备方法,属于高分子加工技术领域。该材料具体由以下材料组成:100‑120重量份高密度聚乙烯、15‑30重量份低密度聚乙烯、20‑30份交联母料、0.5‑2重量份的抗氧母料、1‑8份的环氧树脂、0.1‑1份的固化剂和1‑5份的无机填料。将上述物料混合均匀后放入温度为140‑190℃的对辊挤出机中混合熔融,挤出造粒。本发明公开的交联聚乙烯材料具有良好的耐磨性和力学性能。

本申请提供了一种制备方法简单的高耐磨交联聚乙烯材料及其制备方法。本发明向聚乙烯树脂中引入了交联剂形成交联体系,同时引入强粘结性、优良力学和耐磨性能的粘结剂进一步对聚乙烯进行增强,添加剂种类较少,制备工艺简单、制备的材料耐磨性好、力学性能优良。

本发明的技术方案如下:

一种高耐磨性交联聚乙烯材料,该材料主要由按重量份数计的以下组分组成:

高密度聚乙烯100-120份;

低密度聚乙烯15-30份;

交联母料20-30份;

抗氧母料0.5-2份;

无机填料1-5份;

环氧树脂1-8份;

固化剂0.1-1份。

所述交联母料的制备方法为:将过氧化物交联剂、交联促进剂、高密度聚乙烯按照质量比(1-10):(0.01-0.5):100均匀混合后,在温度为140-190℃的双对辊挤出机中熔融混合,挤出造粒。

所述过氧化物交联剂选自于烷基过氧化物、芳基过氧化物、酰基过氧化物和酮过氧化物中的至少一种;所述交联促进剂选自于1,2聚丁二烯、对苯二甲酸二烯丙酯(DATP)、二乙烯基苯(DVB)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三烯丙基异氰酸酯(TAIC)及其衍生物中的至少一种。

聚乙烯具有良好的物理和化学稳定性,在存储、运输、建筑、生活用品中得到广泛的应用,但是目前的聚乙烯材料在耐摩擦、耐刮擦等方面的性质相对较弱,因此需要进行改进和提升。

专利CN 103725157 A公开了一种防腐耐磨的聚乙烯管材,包括管体和防腐耐磨层,该防腐耐磨层的组成成分按重量份计数如下:环氧树脂80-120份、聚氨酯80-120份、煤沥青30-60份、固化剂18-32份、防锈剂22-45份、润滑剂6-26份、白油30-180份、三氧化二铝1.5-8份、二氧化铜5-12份、二甲苯8-15份、正丁酯3-10份。该专利包括聚乙烯管体和防腐耐磨层,材料制备过程中需要分成两部分进行,并未实现防腐耐磨与管体的融合,制备工艺较为复杂;除此以外,防腐耐磨层中的环氧树脂、聚氨酯和煤沥青的含量均较高,制备成本较大。

专利CN 1015924768 A公开了一种阻燃耐磨聚丙烯电缆材料,其原料按重量份包括:聚丙烯60-80份、改性聚氨酯30-40份、炭黑20-30份、轻质碳酸钙15-25份、高岭土10-15份、乙酰柠檬酸三辛酯3-4份、环氧大豆油1-2份、微胶囊化红磷20-30份、硼酸锌5-10份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、过氧化二异丙苯1-3份、硫磺0.2-0.4份、促进剂0.1-0.3份、促进剂CZ0.3-0.5份、Ca/Zn复合稳定剂1-2份、稀土稳定剂1-2份、双丁基二氯化锡1-2份、防老剂MB0.2-0.3份、防老剂RD0.1-0.3份,硅酮粉2-4份。该专利采用改性的聚氨酯对聚丙烯进行改性,改性聚氨酯需要提前进行制备,增加了制备工艺和成本;另外,该材料中还添加了大量的稳定剂、抗氧化剂、促进剂和交联剂,添加种类较多,进一步增加了操作的复杂性。

专利CN 106589521 A公开了一种阻燃耐磨PE塑料管材,其由以下重量份原料制成:高密度聚乙烯70-78份、乙烯-辛烯嵌段型共聚物18-24份、古马隆树脂15-20份、二氧化硅5-9份、黄丹12-14份、邻苯二甲酸二甲酐4-9份、硅烷偶联剂KH5600 6-10份、环氧树脂20-25份、膨润土10-15份、亚磷酸三苯酯5-9份。该专利不仅采用古马隆树脂对聚乙烯进行树脂基体的重新调配,而且还采用环氧树脂、硅烷偶联剂对聚乙烯进行改性,最后还增加了膨润土、酸酐对树脂进行增强处理,集成了多种调配方式,添加改性剂的材料种类较多,较为复杂。

江南大学(Jiangnan University),坐落于无锡市,是中华人民共和国教育部直属高校,国家“双一流”建设高校, “211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校,入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目,是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。

本发明有益的技术效果在于:

(1)聚乙烯树脂体系中引入了交联剂形成交联体系,该交联聚乙烯材料具有较高的耐磨性能,在此基础上只需添加少量的高性能的粘结剂,即可实现提升材料的耐磨性能的要求。

(2)本申请提供的制备方法简单、所需添加的辅助剂种类较少,工业化基础牢固,更易于实现工业化和产业化推广。

科技成果只有通过实施开发应用,使其转化为生产力,才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力,期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。