一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法，其步骤如下：将超高分子量聚乙烯组合物加入到注塑机中注塑成型得到超高分子量聚乙烯制品，所述超高分子量聚乙烯组合物包含超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯；所述注塑机加料段温度为90

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法。
技术背景
[0002]超高分子量聚乙烯具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、耐低温、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合性能，因此被公认为是综合性能极其优异的工程塑料。目前超高分子量聚乙烯已被广泛的应用于纺织、造纸、食品、化工、农业、矿山、建筑、医疗、体育、军事等领域。
[0003]“性能卓越，加工困难”是超高分子量聚乙烯的一大特点，超高分子量聚乙烯在熔体状态下呈现橡胶状高粘弹性体，熔体粘度高达108Pa
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s，熔体流动指数几乎为零，因此超高分子量聚乙烯的临界剪切速率很低，很容易产生熔体破裂等缺陷，很难用常规的聚合物加工方法来成型超高分子量聚乙烯制品，很大程度限制了它的应用，因此开发超高分子量聚乙烯的成型加工技术显得尤为重要。
[0004]中国专利CN 1191230 A报道了在超高分子量聚乙烯中加入液晶高分子及其他助剂制备了具有高流动性能的超高分子量聚乙烯制品，但与超高分子量聚乙烯相比液晶高分子的价格昂贵，很大程度上限制了其在市场上的应用。
[0005]中国专利CN 1244626 C报道了在超高分子量聚乙烯中加入一定份数的聚丙烯及其他助剂，高温下熔融共混造粒，制备了一种能用于注塑、挤出成型加工的超高分子量聚乙烯制品。该方法利用了聚丙烯的流动性降低了超高分子量聚乙烯加工时的高粘度，但聚丙烯与超高分子量聚乙烯的相容性不好，因此制品的力学性能降低很多。
[0006]中国专利CN 106317547 A报道了在超高分子量聚乙烯中加入一定份数的高密度聚乙烯、长链支化聚乙烯及其他助剂，高温下熔融共混造粒，得到了一种可用于模压、挤出和注塑成型加工的超高分子量聚乙烯。该方法利用高密度聚乙烯的高流动性降低了超高分子量聚乙烯加工时的高粘度，但过多助剂的加入使得超高分子量聚乙烯聚合物的力学性能降低，并且整个加工过程处于190
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260℃的高温条件下，易降解，制备成本也较高。
[0007]现有技术很难从性能和成本上均很好地满足市场对于注塑级超高分子量聚乙烯的要求，随着应用的不断扩展，市场对于各种特殊形状的超高分子量聚乙烯制品需求不断增加，从而对兼具优秀力学性能和较低成本的超高分子量聚乙烯注塑成型技术的需求不断增加。因此本领域目前的现状是，希望提供一种超高分子量聚乙烯注塑成型技术，进而满足市场的需求。
[0008]传统加工超高分子量聚乙烯都在是高温条件下进行的，本专利技术从超高分子量聚乙烯中既含有普通折叠链片晶、也含有伸直链晶体的结构特点出发，根据两种晶体熔点上的差异，通过精确控制温度，实现在低温条件下只熔融超高分子量聚乙烯内部熔点较低的折叠链片晶、而保留内部熔点较高的伸直链晶体，从而达到降低熔体粘度的目的。同时根据超高分子量聚乙烯极高的熔体粘度、极差的熔体流动性、注塑成型过程中易出现熔体破裂等
特点，针对性地采用高推送力、低转速的螺杆输送结构，既保证螺杆对高粘度、低摩擦力的超高分子量聚乙烯原料稳定输送，也降低对分子链的剪切。并且超高分子量聚乙烯内部保留的伸直链晶体具有非常高的力学性能，而且可以作为超高分子量聚乙烯结晶的高效成核剂，从而形成一种独特的熔融工艺和注塑工艺，实现在低温条件下注塑成型超高分子量聚乙烯。
[0009]
技术介绍
部分所公开的信息仅用于帮助理解本专利技术的背景，不应当理解为承认或以任何方式暗示该信息形成了本领域技术人员以公知的现有技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术目的是针对现有技术的不足，提供一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法。
[0011]与上述专利中在高温条件下使超高分子量聚乙烯内部晶体全部熔融不同，本专利技术通过精确控温熔融超高分子量聚乙烯内部的折叠链片晶、保留伸直链晶体，利用高推送力、低转速的螺杆输送结构，形成一种独特的熔融工艺和注塑工艺，专利技术了一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法。
[0012]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法，其步骤如下：将超高分子量聚乙烯组合物加入到注塑机中注塑成型得到超高分子量聚乙烯制品，所述超高分子量聚乙烯组合物包含超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯；当超高分子量聚乙烯组合物的质量作为100％时，超高分子量聚乙烯为80
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100％、高密度聚乙烯为0
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20％；所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为1000000
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9000000，所述高密度聚乙烯的重均分子量为100000
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700000，；所述注塑机加料段温度为90
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120℃，压缩段温度为130
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155℃，均化段温度为140
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170℃，物料通过喷嘴的温度为140
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170℃，螺杆转速5
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80rpm，注射压力100
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380MPa，保压压力为80
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280MPa，保压时间60
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180s，模具温度为30
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50℃，物料在模具中的冷却速度为5
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30℃/min。
[0013]所述超高分子量聚乙烯的重均分子量优选为1800000
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8000000，更优选为2000000
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7000000；所述超高分子量聚乙烯组合物中超高分子量聚乙烯的质量含量优选为90
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100％；仅从最终产品的性能考虑，更优选为100％；所述高密度聚乙烯的重均分子量优选为150000
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600000，更优选为180000
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500000；所述高密度聚乙烯的熔融指数通常为3
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20g/10min，优选为5
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18g/10min，更优选为7
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15g/10min。超高分子量聚乙烯中的伸直链晶体能在流动场的作用下排列更为整齐，提高超高分子量聚乙烯制品的力学性能；折叠链片晶在熔融后流动性能好，使超高分子量聚乙烯的加工更容易。高密度聚乙烯能增加超高分子量聚乙烯的流动性，而且在降温过程中可以在保留的伸直链晶体表面附生结晶，可以很好地保持超高分子量聚乙烯的力学性能。在上述质量含量比例、分子量的选择下，超高分子量聚乙烯制品能在拥有高力学性能的同时更大程度地兼顾加工的高效性，因此优选。
[0014]上述超高分子量聚乙烯组合物中，还可以含有助剂，助剂类型并无特别限定，可以列举为抗菌剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂、润滑剂、增滑剂和辐射稳定剂。超高分子量聚乙
烯组合物中含有的助剂为上述助剂类型中的一种或多种，添加量并无特别限定，通常为超高分子量聚乙烯组合物的0.01w％
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0.5w％，在此范围内，助剂能起到应有的作用，而且不会影响制品的结构和力学性能。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯制品的注塑成型方法，其步骤如下：将超高分子量聚乙烯组合物加入到注塑机中注塑成型得到超高分子量聚乙烯制品，所述超高分子量聚乙烯组合物包含超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯；当超高分子量聚乙烯组合物的质量作为100％时，超高分子量聚乙烯为80
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100％、高密度聚乙烯为0
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20％；所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为1000000
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9000000，所述高密度聚乙烯的重均分子量为100000
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700000，；所述注塑机加料段温度为90
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120℃，压缩段温度为130
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155℃，均化段温度为140
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170℃，物料通过喷嘴的温度为140
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170℃，螺杆转速5
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80rpm，注射压力100
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380MPa，保压压力为80
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280MPa，保压时间60
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【专利技术属性】
技术研发人员：王宗宝，刘峰硕，张利，李奕国，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：