自動(dòng)輸送設(shè)備用超高分子量聚乙烯耐磨護(hù)欄及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)輸送設(shè)備用耐磨護(hù)欄及其制備方法，具體涉及自動(dòng)輸送設(shè)備用超高分子量聚乙烯耐磨護(hù)欄及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用于灌裝、包裝、傳送類自動(dòng)輸送機(jī)的滑道、側(cè)擋和底部的襯條、護(hù)欄和導(dǎo)軌等產(chǎn)品主要為金屬材質(zhì)管、板、片類制品，這類制品雖然強(qiáng)度高，但存在耐磨性、耐腐蝕性差、噪音大、摩擦變黑、衛(wèi)生性能差等問(wèn)題，且制品加工過(guò)程中還存在能耗及成本高、密度大、運(yùn)輸及維護(hù)費(fèi)用高等不足，而自動(dòng)輸送機(jī)護(hù)欄若采取塑料制品，則具有高耐磨性、低摩擦系數(shù)、抗化學(xué)腐蝕、抗撞擊、低噪音、避免金屬污染發(fā)黑效應(yīng)、安全衛(wèi)生、運(yùn)行平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)易碎類產(chǎn)品還具有保護(hù)作用。
[0003]超高分子量聚乙烯(簡(jiǎn)稱UHMWPE)是一種直鏈大分子線型結(jié)構(gòu)的熱塑性工程塑料，分子量高達(dá)100萬(wàn)單位以上，其具有的毛線團(tuán)狀分子鏈密集纏繞結(jié)構(gòu)使其具備優(yōu)異的物理和力學(xué)性能，與眾多熱塑性聚合物材料相比，UHMffPE制成品具有極低的摩擦系數(shù)，良好的抗磨耗磨損性、耐低溫、耐腐蝕、耐沖擊、耐應(yīng)力開裂、較強(qiáng)的自潤(rùn)滑和抗粘附能力、高韌性、衛(wèi)生無(wú)毒等性能，無(wú)缺口沖擊試樣甚至用現(xiàn)有沖擊試驗(yàn)測(cè)試條件沖不斷。由于UHMffPE具備上述諸多優(yōu)異的性能，即使在液氮(-196°C )下也能保持優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度和一定的延展性，而普通碳鋼則呈現(xiàn)出低溫脆性，UHMffPE密度在工程塑料中最小，為鋼的1/8。
[0004]雖然UHMffPE在固態(tài)時(shí)具有上述諸多優(yōu)異的綜合性能，但其缺陷在于:I)物料熔融時(shí)，不成粘流態(tài)，而處于尚彈態(tài)，具有極尚的恪融粘度(尚達(dá)108Pa.s)，恪體流動(dòng)指數(shù)幾乎為零，流動(dòng)性極差；2)熔體擠出時(shí)臨界剪切速率低，易出現(xiàn)熔體破裂；3)摩擦系數(shù)小，因此其熔體在加工過(guò)程中難以連續(xù)輸送擠出，加工難度非常大。
[0005]因此，如何對(duì)UHMffPE材料進(jìn)行改性，提高材料熔融擠出的流動(dòng)性，使其能夠連續(xù)加工，成為亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的旨在于提供一種自動(dòng)輸送設(shè)備用超高分子量聚乙烯耐磨護(hù)欄，而提供其相應(yīng)的制備方法是本發(fā)明的另一目的。
[0007]基于以上目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
自動(dòng)輸送設(shè)備用超高分子量聚乙烯耐磨護(hù)欄，該耐磨護(hù)欄由以下重量份的原料制成:超高分子量聚乙烯(UHMffPE) 50-85份、改性硼酸鋁晶須10-35份、增容劑2_8份、分散劑3-8份、潤(rùn)滑劑1-4份、阻燃劑10-30份、偶聯(lián)劑0.5-3份、流動(dòng)改性劑4_10份、光穩(wěn)定劑0.2-5份、著色劑0.1-6份、抗氧化劑0.1-2份。
[0008]所述改性硼酸鋁晶須由以下重量份的原料制成:線性聚乙烯40-60份、硼酸鋁晶須60-80份、分散劑1-10份、潤(rùn)滑劑5-15份、偶聯(lián)劑2_4份。
[0009]所述改性硼酸鋁晶須的制備方法為:1)將硼酸鋁晶須烘干、冷卻；2)將步驟I)處理后的硼酸鋁晶須置于高速混合機(jī)中打碎，加入分散劑、潤(rùn)滑劑和偶聯(lián)劑進(jìn)行一次混合，再加入線性聚乙烯二次混合；3)擠出造粒即得。
[0010]步驟I)中烘干的溫度為120 ± 10 °C，烘干時(shí)間為2_3h，冷卻至< 40 °C;步驟2 )中高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為2200±200轉(zhuǎn)/分，打碎時(shí)間為6-10 min，使其均勻分散，一次混合時(shí)間為4-5min，二次混合時(shí)間為3_5min ;步驟3)中采用雙螺桿式擠出機(jī)造粒，雙螺桿式擠出機(jī)的機(jī)筒包括三個(gè)加工區(qū)，各加工區(qū)的加工溫度依次為:150±10°C、160±10°C、170±10°C，其機(jī)頭模具的加工溫度為170±10°C。
[0011]所述分散劑為已撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、乙撐雙油酸酰胺(EBO)和低分子量共聚酰胺中的一種或兩種以上的混合物；所述流動(dòng)改性劑為高分子聚乙烯蠟。
[0012]所述增容劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)、茂金屬聚烯烴彈性體、苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物(SMA)中的一種或兩種以上的混合物；
所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸丁脂、硬脂酸辛酯和石蠟中的一種或兩種以上的混合物，石蠟優(yōu)先選擇氧化聚乙烯蠟、聚乙烯蠟或氯化石蠟；
所述阻燃劑為改性硼酸鋁晶須、氯化聚乙烯、氯化石蠟、三氧化二銻、十溴二苯醚、磷酸酯和阻燃電纜料專用PE相容劑中的一種或兩種以上的混合物；
所述著色劑為高導(dǎo)電炭黑、鈦白粉、熒光增白劑、酞菁綠、酞菁蘭、中鉻黃中的一種或兩種以上的混合物；
所述光穩(wěn)定劑為鈦白粉(Ti02)、UV-9和超細(xì)炭黑中的一種或兩種以上的混合物；
所述抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑910和抗氧劑CA中的一種或兩者的混合物； 所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種以上的混合物；
所述超尚分子量聚乙稀的分子量為100-1000萬(wàn)，線性聚乙稀的分子量為5-20萬(wàn)，氯化聚乙稀的分子量為3-15萬(wàn)。
[0013]自動(dòng)輸送設(shè)備用超高分子量聚乙烯耐磨護(hù)欄制備方法，包括以下步驟:
O按照比例稱取各原料混合得到混合料；
2)將混合料熔融、擠出，得到異型材坯料；
3)將異型材坯料在真空條件下冷卻定型、定長(zhǎng)切割，即得耐磨護(hù)欄產(chǎn)品。
[0014]步驟I)中將各原料加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1200 土 100
轉(zhuǎn)/分。
[0015]步驟2)中混合料在擠出機(jī)中熔融、擠出，擠出機(jī)的機(jī)筒包括4個(gè)加工區(qū)，各加工區(qū)的加工溫度依次為150±5°C、170±5°C、190±5°C、210±5°C，擠出機(jī)的模具包括3個(gè)加工區(qū)，各加工區(qū)的溫度依次為210±5°C、215±5°C、210±5°C，擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為5_20轉(zhuǎn)/分。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本發(fā)明采用的硼酸鋁晶須，屬于短線維狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料，耐高溫、阻燃、抗靜電，但與UHMffPE材料共混時(shí)很難分散均勻，易團(tuán)聚結(jié)球，因此，本發(fā)明對(duì)采用的硼酸鋁晶須進(jìn)行預(yù)處理，得到改性硼酸鋁晶須，改性硼酸鋁晶須與其它原料混合時(shí)能夠均勻分散；
2)本發(fā)明采用的UHMffPE分子量高、流動(dòng)性差，在原料組合中，采用流動(dòng)改性劑、分散劑、增容劑、潤(rùn)滑劑、偶聯(lián)劑等對(duì)UHMffPE進(jìn)行改性，在保持UHMffPE原有特性的基礎(chǔ)上，又增加了熔融流動(dòng)性，塑化均勻、易于連續(xù)擠出成型，降低了加工難度、提高了生產(chǎn)效率；
3)本發(fā)明技術(shù)方案中加入了改性硼酸鋁晶須增強(qiáng)材料、阻燃劑、著色劑(同時(shí)能夠起導(dǎo)電作用)、流動(dòng)改性劑等，使本發(fā)明制成的耐磨護(hù)欄產(chǎn)品的綜合性能較好，耐磨性能好、阻燃抗靜電性好、塑化良好、外觀光滑平整。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
改性硼酸鋁晶須由以下重量份的原料制成:線性聚乙烯(分子量5萬(wàn))40份、硼酸鋁晶須68份、EBS 3份、硬脂酸丁脂7份、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201 3份，其制備方法為:I)將上述重量份的硼酸鋁晶須置于烘箱中烘干，烘箱的溫度為120°C，烘干時(shí)間為2h，冷卻至< 40°C;2)將步驟I)處理后的硼酸鋁晶須置于高速混合機(jī)中打碎，高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，打碎的時(shí)間為6 min，使硼酸鋁晶須均勻分散，然后加入分散劑、潤(rùn)滑劑和偶聯(lián)劑進(jìn)行一次混合4min，再加入線性聚乙烯二次混合5min ;3)采用雙螺桿式擠出機(jī)擠出造粒，即得，粒徑3mm，長(zhǎng)2mm，機(jī)筒的三個(gè)加工區(qū)加工溫度依次為:150°C、160°C、170°C，其機(jī)頭模具的加工溫度為170°C。
[0018]自動(dòng)輸送設(shè)備用超高分子量聚乙烯耐磨護(hù)欄，該耐磨護(hù)欄由以下重量份的原料制成:超高分子量聚乙烯(分子量500萬(wàn))50份、改性硼酸鋁晶須25份、EVA 2份、EBS 3份、氧化聚乙烯蠟I份、阻燃劑10份(改性硼酸鋁晶須6份、氯化聚乙烯4份)、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201 0.5份、高分子聚乙烯蠟(型號(hào)PE-110D，購(gòu)自北京天恒健科技發(fā)展有限公司，下同)4份、T12 0.2份、高導(dǎo)電炭黑0.1份、抗氧劑1010 0.1份。
[0019]該耐磨護(hù)欄的制備方法，包括以下步驟:
1)按照上述比例稱取各原料，將各原料加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分，混合得到混合料；
2)將混合料在擠出機(jī)中熔融、擠出，擠出機(jī)的機(jī)筒包括4個(gè)加工區(qū)，各加工區(qū)的加工溫度依次為150°C、170°C、190°C,210°C，擠出機(jī)的模具包括3個(gè)加工區(qū)，各加工區(qū)的溫度依次為210°C、