一種高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料及其應(yīng)用，屬于聚乙烯板材 的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 超高分子量聚乙稀英文名ultra-highmolecularweightpolyethylene(簡(jiǎn)稱 UHMWPE)，是分子量100萬以上的聚乙烯。UHMWPE有極好的耐磨性，良好的耐低溫沖擊性、自 潤(rùn)滑性、無毒、耐水、耐化學(xué)藥品性，耐熱性優(yōu)于一般PE。超高分子量聚乙烯板材的應(yīng)用非常 廣泛，可以把它加工成非鋼質(zhì)浮標(biāo)和燈粧在海上使用。
[0003] 現(xiàn)有生產(chǎn)方法得到的超高分子量聚乙烯仍然存在很多缺點(diǎn)，例如，耐熱性（熱變 形溫度）低、加工成型性差，外表面硬度，剛性，耐蠕變性不如一般工程塑料，膨脹系數(shù)偏 大。另外，UHMWPE流動(dòng)性差，熔融狀態(tài)下粘度極高，是呈橡膠狀的高粘彈性體，早期僅能用 壓制和燒結(jié)方法成型，或者用擠出、注塑和吹塑方法加工。
[0004] 例如，基于超高分子量聚乙烯板材耐低溫沖擊性、自潤(rùn)滑性、無毒、耐水等優(yōu)良特 性，超高分子量聚乙烯材料被廣泛應(yīng)用到航標(biāo)等領(lǐng)域。（航標(biāo)是幫助引導(dǎo)船舶航行、定位和 標(biāo)示礙航物與表示警告的人工標(biāo)志，為各種水上活動(dòng)提供安全信息的設(shè)施或系統(tǒng)。設(shè)于通 航水域或其近處，以標(biāo)示航道、錨地、灘險(xiǎn)及其他礙航物的位置，表示水深、風(fēng)情，指揮狹窄 水道的交通，永久性航標(biāo)載入各國(guó)出版的航標(biāo)表和海圖。浮標(biāo)和燈粧都屬于航標(biāo)的范疇）， 但是用超高分子量聚乙烯板材加工成浮標(biāo)或者燈粧之后，因?yàn)楹Ｉ系臈l件惡劣，光照及紫 外線強(qiáng)，超高分子量聚乙烯板材褪色很快，影響浮標(biāo)或者燈粧的正常使用。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中沒有提高超高分子量聚乙烯板材的耐候性，改善其容易褪色的缺點(diǎn)的 很有效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料， 通過該物料生產(chǎn)得到的超高分子量聚乙烯板材具有高的耐候性，改善了板材容易褪色的問 題。
[0007] 本發(fā)明還提供一種上述高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0009] -種高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，質(zhì)量千分比組成如下：色母料1_3%〇、 抗氧劑3-6%。、紫外線吸收劑3-5%。、受阻胺光穩(wěn)定劑3-5%。、余量為超高分子量聚乙烯粉 末；紫外線吸收劑能吸收陽光及熒光光源中的紫外線部分，而本身又不發(fā)生變化。光穩(wěn)定劑 為聚合物提供較高的光/熱穩(wěn)定性，同時(shí)改善其輔助性質(zhì)，如，增強(qiáng)顏料的色度。
[0010] 優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯粉末的粘均分子量大于150萬。
[0011] 優(yōu)選的，所述抗氧劑為抗氧劑1〇1〇、抗氧劑168、抗氧劑1076、抗氧劑CA中的一種 或者多種的復(fù)配。添加的這幾種抗氧劑都是高分子量的受阻酚抗氧劑，揮發(fā)性很低，而且不 易迀移，耐萃取。
[0012] 優(yōu)選的，所述紫外線吸收劑為Tinuvin327/328、Chimassorb81、UV531、UV292 中 的一種或者多種的復(fù)配。Tinuvin327/328、Chimassorb81、UV531、UV292是二苯甲酮類 紫外線吸收劑，與受阻胺光穩(wěn)定劑、抗氧劑復(fù)合使用時(shí)，能夠提供良好的光穩(wěn)定效能。它與 聚烯烴與塑化PVC有良好的相容性。也可以延緩聚乙烯板材由于暴露于日光中所引起的降 解。所述紫外線吸收劑的低蒸汽壓可以阻止其在加工過程中散失。它的低迀移率也降低了 噴'霜的可能。
[0013]優(yōu)選的，所述受阻胺光穩(wěn)定劑為Chimassorb2020、Chimassorb944、Tinuvin 770DF、HS-508 中的一種或者多種的復(fù)配。Chimassorb2020、Chimassorb944、Tinuvin 770DF、HS-508是聚烯烴（PP、PE)以及聚烯烴與彈性體混合物的高效光穩(wěn)定劑；也是分子量 大的受阻胺光穩(wěn)定劑，它的分子量分布非常窄，這使得在加工和使用中表現(xiàn)出一致的效果， 在聚合物中表現(xiàn)出優(yōu)異的相容性和抗萃取性。
[0014] -種將上述高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料應(yīng)用到聚乙烯板材生產(chǎn)的方法， 包括步驟如下：
[0015] 1)物料準(zhǔn)備；按超高分子量聚乙烯板材物料的質(zhì)量千分比配制所述超高分子量 聚乙烯板材物料；
[0016] 2)攪拌加料；將所述物料攪拌后平鋪在模壓機(jī)模腔內(nèi)；
[0017] 3)升溫升壓；將模壓機(jī)模腔內(nèi)溫度升至200-300°C，并保持壓力4_6MPa，持續(xù)2-4 小時(shí)至物料全部融化；
[0018] 4)降溫加壓；冷卻模腔，同時(shí)將壓力升至6-8MPa，至超高分子量聚乙烯板材成 型；
[0019] 5)卸壓脫模；卸去壓力至常壓，脫模，獲得超高分子量聚乙烯板材。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟4)中，所述冷卻模腔的方法為利用循環(huán)水冷卻。循環(huán)水冷卻安 全無污染，冷卻效率高且節(jié)省水資源。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明所述高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料生產(chǎn)得到的超高分子量聚乙 烯板材不僅具有一般超高分子量聚乙烯板材的耐磨性，良好的耐低溫沖擊性、自潤(rùn)滑性、 無毒、耐水、耐化學(xué)藥品性；而且，因?yàn)樘砑恿丝寡鮿?、抗紫外線劑、受阻胺光穩(wěn)定劑，得到的 板材具有尚耐候性，能更能適應(yīng)海邊等惡劣氣候，不易裡色；
[0023] 2、本發(fā)明所述高耐候的超高分子量聚乙烯板材的生產(chǎn)方法，在物料中添加抗氧 劑，抗氧劑對(duì)聚乙烯有卓越的抗氧化性能，可有效地延長(zhǎng)制品的使用期限；抗氧劑揮發(fā)性 小，耐抽出性好、熱穩(wěn)定性高、持效性長(zhǎng)，不著色，不污染、無毒，能有效地防止聚合物材料在 長(zhǎng)期老化過程中的熱氧化降解，同時(shí)也是一種高效的加工穩(wěn)定劑，能改善聚合物材料在高 溫加工條件下的耐變色性。
【具體實(shí)施方式】：
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但不限于此。
[0025] 實(shí)施例1、
[0026] -種高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，質(zhì)量千分比組成如下：色母料3%。、抗 氧劑1010 6%。、紫外線吸收劑Tinuvin327/328 5%。、受阻胺光穩(wěn)定劑Chimassorb2020 5%。、余量為粘均分子量大于150萬超高分子量聚乙烯粉末，即基料；紫外線吸收劑能吸收 陽光及熒光光源中的紫外線部分，而本身又不發(fā)生變化。光穩(wěn)定劑為聚合物提供較高的光/ 熱穩(wěn)定性，同時(shí)改善其輔助性質(zhì)，如增強(qiáng)顏料的色度?？寡鮿?010是高分子量的受阻酚抗 氧劑，揮發(fā)性很低，而且不易迀移，耐萃取。Chimassorb2020是聚烯烴（PP、PE)以及聚烯 烴與彈性體混合物的高效光穩(wěn)定劑；也是分子量大的受阻胺光穩(wěn)定劑，它的分子量分布非 常窄，這使得在加工和使用中表現(xiàn)出一致的效果，在聚合物中表現(xiàn)出優(yōu)異的相容性和抗萃 取性。
[0027] 實(shí)施例2、
[0028] 如實(shí)施例1所述的高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，其區(qū)別在于，所述抗氧 劑為抗氧劑168、抗氧劑1076和抗氧劑CA的復(fù)配；所述紫外線吸收劑為Chimassorb81、 UV531和UV292的復(fù)配；所述受阻胺光穩(wěn)定劑為Chimassorb944、Tinuvin770DF、HS-508的 復(fù)配。
[0029] 實(shí)施例3、
[0030] 將實(shí)施例1或2所述的高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，應(yīng)用到聚乙烯板材 生產(chǎn)的方法，包括步驟如下：
[0031] 1)物料準(zhǔn)備；按超高分子量聚乙烯板材物料的質(zhì)量千分比配制物料；超高分子量 聚乙稀粉末30kg，黃色色母料0. 045kg，抗氧劑168 0. 06kg，抗氧劑CA0. 06kg，Chimassorb 2020 0. 09kg，Chimassorb81 0.09kg;
[0032] 2)攪拌加料；將所述物料加入混料機(jī)攪拌20分鐘后平鋪在模壓機(jī)模腔內(nèi)；
[0033] 3)升溫升壓；將模壓機(jī)模腔內(nèi)溫度升至260°C，并保持壓力6MPa，持續(xù)4小時(shí)至物 料全部融化；
[0034] 4)降溫加壓；冷卻模腔，同時(shí)將壓力升至7MPa，至超高分子量聚乙烯板材成型；
[0035] 5)卸壓脫模；卸去壓力至常壓，脫模，獲得超高分子量聚乙烯板材。
[0036] 實(shí)施例4、
[0037] 如實(shí)施例3所述的聚乙烯板材的生產(chǎn)方法，其區(qū)別在于，所述步驟4)中，所述冷卻 模腔的方法為利用循環(huán)水冷卻。循環(huán)水冷卻安全無污染，冷卻效率高且節(jié)省水資源。
[0038] 對(duì)比例：
[0039] 本發(fā)明所述高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料生產(chǎn)得到的板材與普通生產(chǎn)方 法得到的板材脫色時(shí)間對(duì)比表：
[0041] 對(duì)比結(jié)果顯示，利用本發(fā)明所述高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料生產(chǎn)得到的 超高分子量聚乙烯板材，相比普通超高分子量聚乙烯板材具有較高的耐候性，不易褪色。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，其特征在于，其質(zhì)量千分比組成如下： 色母料1-3%。、抗氧劑3-6%。、紫外線吸收劑3-5%。、受阻胺光穩(wěn)定劑3-5%。、余量為超高分子 量聚乙稀粉末。2. 如權(quán)利要求1所述的高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，其特征在于，所述超高 分子量聚乙稀粉末的粘均分子量大于150萬。3. 如權(quán)利要求1所述的高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，其特征在于，所述抗氧 劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1076、抗氧劑CA中的一種或者多種的復(fù)配。4. 如權(quán)利要求1所述的高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，其特征在于，所述紫外 線吸收劑為Tinuvin 327/328、Chimassorb 81、UV531、UV292中的一種或者多種的復(fù)配。5. 如權(quán)利要求1所述的高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料，其特征在于，所述受阻 胺光穩(wěn)定劑為 Chimassorb 2020、Chimassorb944、Tinuvin 770DF、HS-508 中的一種或者多 種的復(fù)配。6. -種將權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料應(yīng)用到聚 乙烯板材生產(chǎn)的方法，包括步驟如下： 1) 物料準(zhǔn)備；按超高分子量聚乙烯板材物料的質(zhì)量千分比配制所述超高分子量聚乙 烯板材物料； 2) 攪拌加料；將所述物料攪拌后平鋪在模壓機(jī)模腔內(nèi)； 3) 升溫升壓；將模壓機(jī)模腔內(nèi)溫度升至200-300°C，并保持壓力4-6MPa，持續(xù)2-4小時(shí) 至物料全部融化； 4) 降溫加壓；冷卻模腔，同時(shí)將壓力升至6-8MPa，至超高分子量聚乙烯板材成型； 5) 卸壓脫模；卸去壓力至常壓，脫模，獲得超高分子量聚乙烯板材。7. 如權(quán)利要求6所述的聚乙烯板材生產(chǎn)的方法，其特征在于，所述步驟4)中，所述冷卻 模腔的方法為利用循環(huán)水冷卻。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高耐候的超高分子量聚乙烯板材物料及其應(yīng)用，該物料通過在物料中添加抗氧劑、紫外線吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑，所加的助劑揮發(fā)性小，耐抽出性好、熱穩(wěn)定性高、持效性長(zhǎng)，不著色，不污染、無毒，能有效地防止聚合物材料在長(zhǎng)期老化過程中的熱氧化降解，同時(shí)也是一種高效的加工穩(wěn)定劑，能改善聚合物材料在高溫加工條件下的耐變色性；所加助劑對(duì)超高分子量聚乙烯板材有卓越的抗老化性能，可有效地延長(zhǎng)制品的褪色期限。
【IPC分類】C08K5/526, C08K5/134, C08L23/12, C08L23/06
【公開號(hào)】CN104961963
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510409686
【發(fā)明人】李建華, 張國(guó)偉, 宋慶凱
【申請(qǐng)人】山東鮑爾浦實(shí)業(yè)有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日