【技術實現步驟摘要】
本申請涉及通用高分子材料改性，具體涉及一種聚乙烯材料及其制備方法和聚乙烯制品。
技術介紹
1、聚乙烯(polyethylene，pe)管道具有優異的耐化學腐蝕性、韌性好以及對輸送介質無污染等優點，被廣泛地應用于城鎮給排水管、燃氣管等領域，此外，pe管道在海洋工程、化工醫藥、礦山等領域的應用也逐漸增多，例如海洋養殖網箱、水上休閑平臺等正逐步受到市場的青睞。隨著pe管道應用范圍不斷擴大，大口徑pe管道的需求量逐步增加，對大口徑pe管道用材料的研究受到了越來越多的關注。
2、大口徑pe管道用材料除了滿足聚乙烯常規料的基本物性指標外，還應滿足大口徑管道生產中抗熔垂的特性。目前抗熔垂高密度聚乙烯(hdpe)制備方法有反應合成法、化學交聯法和添加超高分子量聚乙烯三大類。其中反應合成法受制于催化劑和反應工藝的影響，且通常對hdpe的抗熔垂性能提升效果有限；化學交聯法可以顯著提升hdpe的抗熔垂性，但交聯后的hdpe由于形成了交聯的網狀結構限制了其加工和回收利用；添加超高分子量聚乙烯的方法通常受制于超高分子量聚乙烯的難加工性，無法實現良好加工性能和高抗熔垂性能的有效平衡。
3、普通hdpe抗熔垂性能較差，導致其在大口徑管材、大容量容器等應用領域中比較受限，而超高分子量聚乙烯分子鏈段特別長，具有豐富的物理纏結點作為體系的“交聯點”，極大地提高普通hdpe管材料的抗熔垂性能，但也因為分子鏈段纏結嚴重，導致了其加工性能極差。因此，為了解決超高分子量聚乙烯與普通hdpe摻混時，加工性能和抗熔垂性能無法兼顧的問題，開展技術創新工作
技術實現思路
1、因此，本申請要解決的技術問題在于克服現有技術中超高分子量聚乙烯與普通hdpe摻混時，加工性能和抗熔垂性能無法兼顧的問題。
2、本申請提供了一種聚乙烯材料，包括如下質量份數的原料：
3、第一聚乙烯，70-85份；所述第一聚乙烯的重均分子量為24萬-35萬g/mol，丁烯共聚單體含量為1％～4％；熔體流動速率為0.2～0.5g/10min；
4、第二聚乙烯，5-15份；所述第二聚乙烯的重均分子量為60萬-300萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為25％～50％，分子量分布指數為30～300；
5、第三聚乙烯，5-10份；所述第三聚乙烯的重均分子量為5000g/mol-50000g/mol，分子量分布指數為3～15；
6、硅酮助劑，1-5份；
7、偶聯劑，1-5份。
8、在某些優選的實施方式中，所述第一聚乙烯的重均分子量為30萬-35萬g/mol，丁烯共聚單體含量為1.5％～2.5％，熔體流動速率0.2～0.3g/10min。
9、其中，本申請的第一聚乙烯、第二聚乙烯、第三聚乙烯、偶聯劑均可通過常規的合成方法合成，也可以市購。第一聚乙烯，可采用例如：萬華化學集團股份有限公司提供的牌號為wh23050，wh4731b的聚乙烯。優選牌號為wh23050的聚乙烯。
10、牌號為wh23050的聚乙烯的重均分子量為31萬g/mol，丁烯共聚單體含量為1.5％；密度為0.950g/cm3，熔體流動速率為0.24g/10min，熔流比為27，熔體強度為236mn，零剪切粘度為331794pa·s。
11、牌號為wh4731b的聚乙烯的重均分子量為24萬g/mol，丁烯共聚單體含量為2％；密度為0.947g/cm3，熔體流動速率為0.47g/10min，熔流比為20，熔體強度為182mn，零剪切粘度為331794pa·s。
12、其中，聚乙烯的重均分子量通過gpc測試，本申請中的第一聚乙烯是乙烯與1-丁烯的共聚物，丁烯共聚單體的含量是指占第一聚乙烯中丁烯共聚單體的質量百分含量。其通過凝膠滲透色譜儀-紅外光譜儀(gpc-ir)在線聯用測試。
13、聚乙烯的密度依據gb/t?1033.2-2010標準，通過密度梯度柱法測試。
14、術語熔體流動速率(melt?mass-flow?rate，簡稱mfr，熔體質量流動速率)，也指熔融指數(mi，melt?index)，是在標準化熔體流動速率儀中于一定的溫度和負荷下，樹脂熔料通過標準毛細管在一定時間內(一般10min)流出的熔料克數，單位為g/10min。熔體流動速率依據iso?1133gb/t?3682，通過熔體流動速率儀，在190℃的溫度下，5kg負荷進行測量。熔流比通過190℃，21.6kg負荷下的熔體流動速率除以190℃，5kg負載下的熔體流動速率所得的比值。熔體強度是依據iso?16790，通過rheotens熔體強度儀測試。
15、零剪切粘度是依據atm?d4440標準，通過旋轉流變儀測試。利用旋轉流變儀，在200℃應變1％、628至0.0628rad/s條件下進行測量后，利用卡洛模型(carreau-yasuda)計算零剪切粘度。
16、第二聚乙烯，可采用例如：美國塞拉尼斯公司提供的牌號為4112、4122的聚乙烯，日本三井化學提供的牌號為145m的聚乙烯，燕山石化公司提供的牌號為mii-2、l1004f、x3004f的聚乙烯，優選為美國塞拉尼斯公司提供的牌號為4112、燕山石化公司提供的牌號為mii-2的聚乙烯。
17、牌號為4112的聚乙烯的重均分子量為92萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為27％，分子量分布指數為43。
18、牌號為4122的聚乙烯的重均分子量為194萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為46％，分子量分布指數為222。
19、牌號為145m的聚乙烯的重均分子量為91萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為26％，分子量分布指數為35。
20、牌號為mii-2的聚乙烯的重均分子量為188萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為50％，分子量分布指數為82。
21、牌號為l1004f的聚乙烯的重均分子量為106萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為31％，分子量分布指數為59。
22、牌號為x3004f的聚乙烯的重均分子量為194萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為49％，分子量分布指數為176。
23、本申請中，聚乙烯的重均分子量、分子量分布指數均通過gpc測試，分子量分布指數＝重均分子量/數均分子量。
24、重均分子量為100萬及以上占比通過gpc測試，對數據進行分級處理獲得。
25、第三聚乙烯，可采用例如：霍尼韋爾提供的聚乙烯蠟a-c6a、科萊恩提供的licowaxpe?190。優選牌號為科萊恩提供的licowax?pe?190。
26、聚乙烯蠟a-c6a的重均分子量為6700g/mol，分子量分布指數為13.1。
27、licowax?pe?190的重均分子量為22600g/mol，分子量分布指數為3.9。...
【技術保護點】
1.一種聚乙烯材料，其特征在于，包括如下質量份數的原料：
2.根據權利要求1所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述第一聚乙烯的重均分子量為30萬-35萬g/mol，丁烯共聚單體含量為1.5％～2.5％，熔體流動速率0.2～0.3g/10min。
3.根據權利要求1或2所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述第一聚乙烯的密度為0.9～1.0g/cm3，熔流比為20～30，熔體強度為180-220mN，零剪切粘度為200000～500000Pa·s；優選的，所述第一聚乙烯的密度為0.94～0.96g/cm3，熔流比為25～30；熔體強度為200-220mN，零剪切粘度為300000～500000Pa·s。
4.根據權利要求1-3中任一所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述第二聚乙烯的重均分子量為90萬-120萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為25％～35％，分子量分布指數為40～50。
5.根據權利要求1-4中任一所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述硅酮助劑包含SILIMER?9100、SILIMER?9200、SILIMER?9300
6.根據權利要求1-5中任一所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述偶聯劑的分子式為其中R1選自C1-C10的烷基，R2、R3獨立的選自C1-C10的烷基或者C1-C10的烷氧基，R4選自C5-C25的烷基或者C5-C10的環烷基；優選的，所述偶聯劑包括辛基三甲氧基硅烷、環己基甲基二甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一種或者多種，更優選包括十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一種或者多種。
7.根據權利要求1-6中任一所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述聚乙烯材料的原料還包括0.05-2質量份的抗氧劑和/或0.05-0.15質量份的除酸劑。
8.根據權利要求7所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述抗氧劑包括抗氧劑1076、抗氧劑168和抗氧劑1010中的一種或者多種；和/或，除酸劑包括硬脂酸鋅和硬脂酸鈣中的一種或者多種。
9.一種權利要求1-8中任一所述的聚乙烯材料的制備方法，其特征在于，將聚乙烯材料的原料混合，熔融擠出，制得聚乙烯材料；
10.一種聚乙烯制品，其特征在于，由權利要求1-8中任一所述的聚乙烯材料或者權利要求9制備方法制得的聚乙烯材料制得；可選的，所述聚乙烯制品為聚乙烯管。
...【技術特征摘要】
1.一種聚乙烯材料，其特征在于，包括如下質量份數的原料：
2.根據權利要求1所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述第一聚乙烯的重均分子量為30萬-35萬g/mol，丁烯共聚單體含量為1.5％～2.5％，熔體流動速率0.2～0.3g/10min。
3.根據權利要求1或2所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述第一聚乙烯的密度為0.9～1.0g/cm3，熔流比為20～30，熔體強度為180-220mn，零剪切粘度為200000～500000pa·s；優選的，所述第一聚乙烯的密度為0.94～0.96g/cm3，熔流比為25～30；熔體強度為200-220mn，零剪切粘度為300000～500000pa·s。
4.根據權利要求1-3中任一所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述第二聚乙烯的重均分子量為90萬-120萬g/mol，其中重均分子量為100萬及以上占比為25％～35％，分子量分布指數為40～50。
5.根據權利要求1-4中任一所述的聚乙烯材料，其特征在于，所述硅酮助劑包含silimer?9100、silimer?9200、silimer?9300、silimer?5090中的一種或者多種。
6.根據權利要求1-5中任一所述的聚乙烯材料，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：谷洋，梁爾優，田宇，
申請(專利權)人：萬華化學集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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