[发明专利]一种聚乙烯粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚乙烯粉末及其制备方法，聚乙烯粉末的重均分子量为Mw为15万‑80万，分子量分布Mw/Mn≥7，原料在21.6kg负载，190℃下熔融指数的范围为0.1‑40g/10min，密度为0.92～0.97g/cmsupgt;3/supgt;。与现有技术相比，本发明针对聚乙烯管材、棒材、板材及异型材等产品在耐磨性领域的用途需求，通过使用多活性中心催化剂或/和多釜串联聚合工艺聚合得到聚乙烯耐磨专用料；本发明所制得的聚乙烯原料，其制备工艺可使用现有聚乙烯聚合工业化装置，流程简单、安全系数高、生产成本低。

技术领域

本发明属于聚乙烯材料技术领域，涉及一种聚乙烯粉末及其制备方法。

背景技术

随着科学技术突飞猛进的发展，聚乙烯由于其较低的成本以及优异的性能，在工业、生活、农业等各个领域都得到了广泛的应用，为人类的高效发展提供了必不可少的助力。聚乙烯塑料制品在广泛应用的同时，随着聚乙烯产品的不断更新换代，对聚乙烯的制品的要求也不断提高，其中耐磨性作为非常重要的性能，在聚乙烯管材、板材、异型材甚至人工关节等领域均视为聚乙烯产品的关键指标。

但是传统的聚乙烯一般不具有耐磨的特性，为了满足聚乙烯产品的需求，目前对聚乙烯耐磨性进行提升的方法主要可分为三大类：

第一类方法是增加聚乙烯的分子量，当聚乙烯分子量高于100万时，聚乙烯可被称为超高分子量聚乙烯。由于超高分子量聚乙烯分子链的缠结程度较传统聚乙烯显著增加，体现出了一些特别的性能，如耐磨性大幅提升，抗冲强度大幅提升等。通过超高分子量聚乙烯制备得到的制品具有较优的耐磨性，已被较广泛的应用于各个行业中。但正由于超高分子量聚乙烯分子链缠结程度较高，使子量聚乙烯在加工方面存在较明显的缺陷。

但是申请人发现，超高分子量聚乙烯在190℃，21.6kg的负载下的熔融指数为0，也就是在高温熔融的状态，由于分子链的缠结导致其具极大的熔体强度，熔融状态下几乎没有流动性，仅能通过热压成型制成超高分子量聚乙烯耐磨板材。如中国专利CN208515097U等，但是通过热压制得超高分子量聚乙烯耐磨板材的产品类型单一，同时制备效率低、不能连续生产的问题大幅提升了超高分子量聚乙烯耐磨板材的成本。

在上述的问题的基础上，目前有通过对超高分子量聚乙烯进行改性后通过螺杆挤出机制备超高分子量聚乙烯耐磨管材、棒材等制品的方法，如中国专利CN108774349A等，但该类方法需要对原料进行复配，且挤出速度相对较低，同样需要较高成本，且对超高分子量聚乙烯原料具有一定的依赖性。

第二类主要包括中国专利CN109762234A、中国专利CN108036138A、中国专利CN107987350A等公开的，通过对聚乙烯原料添加耐磨改性料进行改性，此类方法虽然能使达到一定的耐磨性，但与超高分子量聚乙烯耐磨制品所具有的高耐磨的特性还存在一定的差距，同时成本依然较高。

第三类主要包括中国国专利CN107815180A、中国专利CN108797123A等使用对聚乙烯制品进行涂层，增加聚乙烯制品的耐磨性，这类方法增加了聚乙烯耐磨制品的工艺流程，提高了成本，且耐磨性能提升幅度有限。

综上所述，目前对于聚乙烯耐磨性能提升的手段主要可以分为三大类，其中使用超高分子量聚乙烯作为原料可以大幅提升聚乙烯制品的耐磨性，但是产品较单一，且加工具有一定难度，改性成本高，流程复杂。而通过聚乙烯直接改性或通过聚乙烯制品后期涂层的手段对聚乙烯制品耐磨性提升均有限，且聚乙烯制品成本均较高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服吸纳有技术中耐磨聚乙烯制品存在生产成本高，耐磨程度不达标且生产流程复杂等问题，提供一种聚乙烯粉末及其制备方法。通过制备聚乙烯耐磨专用料，使所得聚乙烯耐磨制品的耐磨性大幅提升的同时避免以上缺点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：