[发明专利]一种抗静电超高分子量聚乙烯的制备方法

说明书

本发明涉及抗静电超高分子量聚乙烯的制备方法，包括(1)将石墨烯与碳纳米管无机组合物分散成悬浮液；加入硅烷类化合物和胺类化合物组成的混合物20～120℃处理1～5小时，过滤、洗涤后干燥2～5h；(2)将步骤(1)产物50～150℃热处理1～3小时；(3)在反应釜中加入步骤(2)产物、烷烃类溶剂和烯烃聚合催化剂，高速搅拌预混合10～50℃，0.5～1小时；加入烷基铝化合物后通入乙烯，在0.4～1.5MPa、60～85℃下连续通入乙烯聚合1～3小时得到抗静电超高分子量聚乙烯。本发明方法成本低、过程简单，可将超高分子量聚乙烯产品的电导率提升3～4个数量级，可制备粘均分子量为150～450万的抗静电超高分子量聚乙烯产品。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的制备方法，具体涉及一种抗静电超高分子量聚乙烯的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能十分优异的热塑性工程塑料，发展十分迅速，利用其优良的耐磨性、抗冲击性能、耐化学药品性及优良的减震作用，超高分子量聚乙烯导轨在纺织、造纸、食品等工业部门的应用不断拓展，。随着技术不断进步，可以用不同加工方法生产各种各样的制品，近年来在铁路、运输等方面的应用领域不断扩展。而且在传统的矿山机械、建筑机械、交通运输机械、料合衬里以及原子能等尖端技术领域的应用也在不断深入，但是由于聚乙烯结构带来的固有的缺点，如热变形温度低、热膨胀系数大、导电性能差等，在一定程度上限制了超高分子量聚乙烯的应用范围。

为了改善材料固有的性能缺点，近年来，超高分子量聚乙烯的改性加工技术发展迅速，大量的文献公开了在超高分子量聚乙烯加工过程中添加无机物对其进行改性，以提高其物理性能，或者在加工过程中添加聚烯烃树脂，如低分子量聚乙烯、聚丙烯或者橡胶等，提高其物理性能，如CN03149689.X公开了一种用改性层状硅酸盐改性超高分子量聚乙烯的方法，可提高产品熔体流动性，但是对物性改善不大。CN98100960.3公开了用高分子液晶原位改性超高分子量聚乙烯的方法，提高超高分子量聚乙烯的流动性，但是高分子液晶材料价格昂贵，难以大规模应用。

总体来说，随着超高分子量聚乙烯在航天、军工等领域应用范围不断拓展，对超高分子量聚乙烯抗静电性能提出更高的要求，可是由于聚乙烯材料固有的性能，其电导率在10^-13左右，为了改善这一状况，已有部分公开的文献介绍了功能化超高分子量聚乙烯的制备方法，如CN102731880A、CN103087230等专利利用石墨烯作为复合载体制备低密度聚乙烯，但是其聚合物分子量不高。CN104592430A公开了一种制备聚合物粒子尺寸分布窄超高分子量聚乙烯的催化剂和制备方法，催化剂载体是采用氧化石墨烯和硅溶胶混合液经喷雾干燥法制备的，载体材料经热处理后负载齐格勒-纳塔催化剂；二氧化硅基催化剂载体粒径可控，聚合物分子量能控制在200～400万，形貌能复现催化剂的形态，但是石墨烯的含量很低而很难使聚乙烯功能化。

CN105906748A公开了一种功能性超高分子量聚乙烯的制备方法，通过在溶剂油中加入改性添加剂，以乙烯为原料，在催化剂和氢气作用下，采用低压淤浆法制备功能性超高分子量聚乙烯树脂，可用多种无极填充物实现超高分子量聚乙烯抗高温性、抗蠕变性、抗静电性、亲水性等性能中一种或多种的改善，但未能对具体性能如抗静电性能、抗高温性、亲水性能等方面提供具体阐述和必要的数据支持。未能体现出无机物改性后目标产品的具体功能化程度。