[发明专利]高耐磨改性聚烯烃管道材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，具体涉及一种高耐磨改性聚烯烃管道材料及其制备方法。

背景技术

耐磨管道主要用于气力、泵送浆体等物料输送管道。由于输送介质具有硬度高，流速快，流量大等特点，能有效降低输送介质长期持续对管壁产生冲击、磨损、腐蚀等使管道产生疲劳致使渐渐被磨穿的速度。

耐磨管道除应用于燃煤电厂除灰、排渣管、送粉、回粉管，脱硫管道外，还广泛用于以下行业：

矿山：煤炭工业中水煤浆、洗煤泥、矿山充填料、矿煤粉；

金属矿山：精矿和尾矿的输送管道及弯头；

冶金：钢铁厂的炼铁的高炉喷煤、输渣等管道；CAO、锌碚砂输送管道，炼钢的输送铁合金、炉外精炼等优选的管道及弯头；

水泥：旋窑湿法生产线的生料浆输送、煤粉输送、提升机的下料、成品水泥气力输送装卸，混凝土输送管道及弯头。

化工：煤粉输送管道，硅粉、盐浆、碱浆等原料输送管道及弯头。

粮食：谷粒、谷壳等的风送管道。

由此可以看出，耐磨管道输送已经遍及电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业，并高速地发展着。

当耐磨管道内输送磨削性大的物料时（如灰渣、煤粉、矿精粉、尾矿、水泥等），都存在一个耐磨管道磨损快的问题，特别是弯管磨损更快。当耐磨管道内输送具有强烈腐蚀的气体、液体或固体时，存在耐磨管道被腐蚀而很快破坏的问题。

超高分子量聚乙烯（UHMWPE英文全称是ultra-high molecular weight polyethylene pipe）是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于150万的热塑性工程塑料。该材料综合性能优越，耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，耐磨性能优于聚四氟乙烯、尼龙、碳钢等材料，可长期在-169至+80℃条件下工作，被称为令人惊异的工程塑料，能适应水质流体、固体颗粒、粉体、浆体等，对于传统的金属管道难以满足的要求，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）管道都能替代，以极高的耐腐蚀、高耐磨、自润滑吸收冲击等综合性能，在各行业都有广泛的应用；在固体颗粒、粉末、浆体、气体输送方面，有独一无二的优越性。

但是，由于UHMWPE的分子量极高，不具备流动性能，加工极为困难，限制了其产品的应用。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有耐磨管道的缺陷，同时也克服超高分子量聚乙烯的加工困难的问题，提供一种新的高耐磨管道材料。

本发明是这样实现的：

一种高耐磨改性聚烯烃管道材料，采用聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物作为主要材料，辅助以接枝PE、填料、润滑剂、加工助剂而制得。

其中聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物的用量占高耐磨改性聚烯烃管道材料的30-80%wt，聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物包括带有烯烃结构的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯，其中带有烯烃结构的聚硅氧烷和超高分子量聚乙烯的重量比为1～80：20～99；

其中：带有烯烃结构的聚硅氧烷，分子量在100-1000。

具有如下通式：

其中R1、R2、R3为-CH₃，R为烷基，R4为至少含有一个-CH=CH-结构的碳链基团。

其中：超高分子量聚乙烯，分子量为100万－1000万。

所述的聚硅氧烷由引发剂和催化剂进行自由基催化聚合接枝至UHMWPE主链，从而形成聚硅氧烷-超高分子量聚乙烯共聚物，所选用的引发剂为过氧化物化合物，可以为但不仅限于过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮中的一种，其用量为体系的0.01-10%wt；催化剂是胺催化剂，如乙胺、丙胺中的一种等，用量不超过体系的1%。

更进一步的方案是：所述的接枝PE的接枝单体可以为但不仅限于马来酸酐、环氧、丙烯酸、硅氧烷中的一种等，其接枝率为0.1-10%，其用量为体系的1-20%wt；

更进一步的方案是：所述的填料可以为但不仅限于滑石粉、石墨、氧化钛、碳酸钙、硅灰石等无机矿物填料中的一种，其粒径为0.1-10μm，其用量为体系的1-50%wt；

更进一步的方案是：所述的润滑剂可以为但不仅限于硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种等,其用量为体系的0.1-10%wt；

更进一步的方案是：所述的加工助剂为含氟加工助剂，其主要成份为偏氟乙烯或偏氟乙烯－六氟丙烯共聚物，其用量为体系的0.01-10%wt。