[发明专利]一种高分子量聚乙烯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子量聚乙烯组合物。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE）（通常指粘均分子量100万-300万的聚乙烯）具有优异的耐冲击、耐磨损、自润滑、耐化学腐蚀、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、低温柔性等性能，因而用途极为广泛。目前UHMWPE纤维在防弹、吸能、高强力绳缆、安保纺织品、工程加固、信息、新能源、医疗、体育休闲等领域得到广泛应用，已成为关系到国家安全、经济发展的重要的高技术材料。作为常规民用方面的缆绳、渔业、土木建筑等的网或片材、化学过滤器和分离器用的布或非织物、运动衣料等一些复合材料上，对聚乙烯纤维的强度和模量要求相对较低，鉴于此，人们尝试采用熔纺技术，采用分子量为50-100万之间的高分子量聚乙烯原料，制备强度为10-20cN/dtex的纤维，以满足民用方面的需求，从而提高生产效率，降低成本，扩展纤维的应用领域。

由于超高分子量聚乙烯以及高分子量聚乙烯加工时均存在熔融粘度极高，流动性极差，其熔体流动指数几乎为零，所以很难直接进行挤出或注射成型。CN1539033A公开了一种强度为15N/dtex以上的高强度聚乙烯纤维，该纤维是以重均分子量在300000以下、重均分子量和数均分子量之比在4.0Wn/Mn以下的聚乙烯为原料经熔融纺丝生产的，采用此种生产方法，由于熔体的超高粘度，基本无法流动，从而导致纺丝困难，所以该发明所述的方法很难实现工业化生产。

CN90107707.0公开了一种采用固态蜡质物质增塑分子量为30-60万的

聚乙烯树脂进行熔融后制取模塑制品的方法，通过在高分子量聚乙烯树脂中掺加增塑物质，使树脂可以熔融流动挤出，将得到的模塑制品在固态蜡质物的溶剂中拉伸，去除蜡质物后得到最终产品。该方法的制备过程中加入大量的稀释剂，然后再成型后去除稀释剂，存在加工工艺复杂、成本高、对环境不友好的问题。

CN101476170A公开了一种熔融纺丝制备高强度、高模量聚乙烯纤维的方法及装置，其中公开的高分子量聚乙烯共混料是采用有机硅作为高分子量聚乙烯的改性剂形成共混料，其组分包含高分子量聚乙烯85-97%，有机硅3-15%，抗氧剂0.2-2%；其中公开的高分子量聚乙烯三元共混料由以下重量百分比的组分共混而成，高分子量聚乙烯88-94%，有机硅3-7%，液晶高分子2-5%，硬脂酸钙0.2-2%，抗氧剂0.1-1%。该发明对高分子量聚乙烯的分子量没有限定，对高分子量聚乙烯共混料生产的纤维的强度等性能没有描述。

CN101230501A公开了一种采用高分子量聚乙烯与低密度聚乙烯共混熔融制备高强度聚乙烯的方法，其中聚乙烯的分子量为120-180万，低密度聚乙烯分子量为2.5-4万。采用双螺杆挤出机共混熔融，制备初生纤维并拉伸，进入两个油浴槽内进行拉伸，进入水浴槽去除纤维表面的油剂，干燥并制成高强聚乙烯纤维的生产。该方法采用低密度聚乙烯进行共混改性的方法可以提高流动性能，但存在分子量分布宽，后牵伸过程中存在毛丝、断丝的问题。

CN1488668A公开了一种采用添加1-10重量%超支化聚酯-酰胺聚合物，可显著改善高分子量聚乙烯的加工流变性能和显著降低超高分子量的熔融粘性。其中高分子量聚乙烯的分子量为100万-300万。但超支化聚酯-酰胺聚合物在熔融挤出过程中存在发烟问题，对产品的性能有不良影响。

综上所述，针对超高分子量、高分子量聚乙烯的熔融粘度极高，流动性极差的缺点，现有技术通常采用加入稀释剂或助剂或者采用共混的方法来改善其流动性。加入稀释剂，容易造成得到的超高分子量在后续的加工工序中的稀释剂的挥发，对环境不友好；采用共混的方法，在制备高分子量聚乙烯纤维时会存在后牵伸过程中毛丝断丝的不足；采用加入助剂的方法，在制备高分子量聚乙烯纤维时存在发烟的问题。

发明内容

本发明的目的为了克服现有技术存在的不足，提供一种能改善高分子量聚乙烯流变性能的高分子量聚乙烯组合物。

本发明提供一种高分子量聚乙烯组合物，该组合物含有高分子量聚乙烯、抗氧剂和稳定剂，其中，该组合物还含有流动改性剂和加工助剂，所述加工助剂选自含氟聚合物加工助剂和/或聚己酸内酯；所述流动改性剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、甲基硅油、聚硅氧烷和石蜡中的一种或多种，所述高分子量聚乙烯的粘均分子量为50万-150万。