CN101250298A - 纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途 - Google Patents
纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101250298A CN101250298A CNA2008100494167A CN200810049416A CN101250298A CN 101250298 A CN101250298 A CN 101250298A CN A2008100494167 A CNA2008100494167 A CN A2008100494167A CN 200810049416 A CN200810049416 A CN 200810049416A CN 101250298 A CN101250298 A CN 101250298A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- molecular weight
- weight polyethylene
- high molecular
- super high
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途，该材料按重量份计由以下组分组成：超高分子量聚乙烯80份－120份，偶联剂1份－3份，抗氧剂1.5份－4.5份，分散剂1份－3份，纳米瓷粉6份－15份；该方法包括如下步骤：配料，混合，装模整形，导入热机加压、加热，导入冷机冷却、加压，卸压，导入脱模机脱模，再修边整形，即得到所述纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料；该纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料在托辊、管材、板材及模塑件制造中的应用。该改性材料具有较高的耐磨性能、较高的抗冲击性能和高润滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途，属于聚合物加工领域。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)类属聚乙烯家族，但它的线形分子链比常规高密度聚乙烯长十倍，超高分子量聚乙烯的分子量要大于或等于150万(部标准)，而高分子聚乙烯一般是50万～70万，这样的不同就决定了它们的理化指标的不同，且直接影响他们的使用效果和寿命，正是这一独特的结构，使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)具有理想的材料综合性能，除耐热性外，耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，并可长期在-169至+80℃条件下工作，被称为″令人惊异″的工程塑料，可广泛应用于冶金、电力、石油、纺织、造纸、食品、化工、机械、电气环保、建筑、电气、医疗、体育及制冷技术等行业；
超高分子量聚乙烯作为生产原料是现有聚合物中最好的，正是由于这个原因，这种聚合物加工的部件更经久耐用，质量好；超高分子量聚乙烯采用齐格勒型高效催化剂低压合成，分子量根据需要控制在150-300万以上，考虑到加工过程分子的热降解，因此具有粘均分子量大于170万的高密度聚乙烯加工成各种制品，具有优越性能；随着相对分子量的增大，超高分子量聚乙烯的耐磨性将有所增强，相对分子量为500万的超高分子量聚乙烯比相对分子量为300万的超高分子量聚乙烯的耐磨性提高约31％。
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种综合性能十分优异的热塑性工程塑料，由于其耐磨性能超群，且摩擦系数很低，可与聚四氟乙烯媲美，因而应用范围广泛，倍受人们的的青睐，但是，由于超高分子量聚乙烯表面硬度低，机械强度不高，热变形温度较低，耐高温性能较差，粘度高，流动性极差，所以，加工起来较困难，为弥补这些不足，急需对其进行相应的改性，以便于发挥其自身的众多优点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途，该材料具有较高的耐磨性能、较高的抗冲击性能和高润滑性能。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯80份-120份，偶联剂1份-3份，抗氧剂1.5份-4.5份，分散剂1份-3份，纳米瓷粉6份-15份。
基于上述，一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯90份-110份，偶联剂1.5份-2.5份，抗氧剂2份-4份，分散剂1.5份-2.5份，纳米瓷粉8份-12份。
基于上述，一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯100份，偶联剂2份，抗氧剂3份，分散剂2份，纳米瓷粉10份。
基于上述，所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量为170～500万的超高分子量聚乙烯。
基于上述，所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和/或锆类偶联剂中的至少一种。
基于上述，所述纳米瓷粉是SS-04耐磨剂。
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
a、配料：根据下述组分按重量份计进行配料：超高分子量聚乙烯80份-120份，偶联剂1份-3份，抗氧剂1.5份-4.5份，分散剂1份-3份，纳米瓷粉6份-15份；
b、混合：把a步骤的配料放入混料机内，充分混合均匀；
c、装模：把b步骤的混合料装模，并进行模内整形；
d、导入热机：把c步骤的材料导入热机，加压，并加热至240℃～280℃，保持0.8～1.2小时；
e、导入冷机：把d步骤的材料导入冷机，冷却，并加压至28～32兆帕，保持35～55分钟，最后卸压；
f、导入脱模机：把e步骤的材料导入脱模机进行脱模，再修边整形，即得到所述纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料。
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料在托辊、管材、板材及模塑件制造中的应用。
多年来，块状物料仓和矿槽的严重磨损、粘结等问题一直困扰着我国矿山、煤炭、焦化等行业的相关技术人员，相关专家和技术人员对十几种相关的内衬材料进行了试验，结果发现，防粘结高润滑的材料由于其表面强度低，因而耐块状物料的磨损性能差，一些高耐磨的材料硬度很高，但又经不起块状物料的冲击，易碎，易脱落，并且防粘结性能差，重量偏大，对仓体和房屋结构的承重都有一定影响。
申请人与两所国家级院校经多年研制，开发出了纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，该材料是一种新型材料，它是将一种高分子材料与纳米级的刚玉陶瓷粉经特殊工艺处理后，经高压压制、高温焙烧有机地结合到一起；该材料的最大特性是在混和物料的过程中加入相应的润滑基材料烧结成型，瓷粉与瓷粉的微分子之间被高分子材料和润滑基材料的分子填充，从而形成集较高的耐磨性能和较高的抗冲击性能和高润滑性能为一体的新型材料。
由纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料制成的衬板具有重量轻、面积大(1230×2530)、安装方便、抗阻燃、不易与其它物料相粘结、可抵御块状物料的冲击等优异性能，可广泛应用于电力、煤炭、焦化、钢铁、水泥等行业的各种仓体和物料矿槽、溜槽。
本发明在现有技术的基础上经过多年不断的改进，具备优良的综合性能，尤其是具备较高的耐磨性能、较高的抗冲击性能和高润滑性能，其相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步性，具体的说，其有益效果具体表现在以下几点：
1、耐磨性：目前，在所有的工程塑料中超高分子量聚乙烯类材料的耐磨性能最好，最引人注目，而本发明的材料尤其更甚，其耐磨性能高于一般的金属和塑料，如碳钢、不锈钢、青铜等，是碳钢的6倍，黄铜的27.3倍，酚醛树脂的17.9倍；
2、机械性：本品在现有的工程塑料中冲击韧性值最高，按GB1843标准进行悬臂梁冲击试验达到无破坏，无论是外力强击，还是内部压力波动，都难以使其开裂，其抗冲击强度是尼龙66的11倍，聚氯乙烯的22倍，聚四氟乙烯的9倍，请参阅表1进行比较；
3、极低的摩擦系数：由于本品含蜡状物质不吸水，自身润滑性能很好，优于加润滑油的钢、铜等物质，其摩擦系数小于等于0.11，自润滑性极好，是一种理想的轴承、轴套、滑块、衬里加工材料，选用该材料作为设备的摩擦部件，除可提高耐磨寿命外，还可以收到意想不到的节能效果；
4、腐蚀性：本品可耐烈性化学品的侵蚀，除对某些强酸高温环境下有轻微腐蚀外，其他化学介质均不起反应；
5、抗老化性：该材料抗老化性好，按ASTM(负荷4.8kg/cm2)，热变形温度为90℃，使用温度可达140℃，特殊情况下，能够在更高的温度下使用，而且韧性极好，它的耐低温性能也非常优异，在-296℃低温下，仍具有一定的延展性；其可长期在120℃至零下269℃的温度下保持工作；
6、电性能：该材料具有很优良的电性能，它的体积电阻达10-17-18，体积电阻大，击穿电压达50KV/mm，介电常数为2.3，在较宽的温度及频率范围内，它的电性能变化极小；
7、卫生无毒：该材料无味、无毒、无臭，本身无腐蚀性，具有生理惰性和生理适应性；
8、该材料制备工艺简单，成本低，应用范围广，是非常有竞争力的“以塑代钢”产品。
表1：
| 技术参数 | 聚乙烯材料 | 本发明材料I | 本发明材料II |
| 分子量 | 50万-70万 | ≥350万 | ≥450万 |
| 冲击强度 | ≥80KJ/m2 | ≥150KJ/m2 | ≥192KJ/m2 |
| 吸水率 | ≤0.019％ | ≤0.016％ | ≤0.016％ |
| 拉伸强度 | ≥28MPa | ≥36MPa | ≥39MPa |
| 拉伸模量 | ≥1200MPa | ≥1600MPa | ≥1800MPa |
| 弯曲强度 | ≥19MPa | ≥30MPa | ≥31MPa |
| 断裂伸长率 | ≥350 | ≥510 | ≥560 |
| 热变形温度 | 85℃(0.4MPa) | 85℃(0.4MPa) | 85℃(0.4MPa) |
| 比重 | ≥0.92g/cm3 | ≥0.96g/cm3 | ≥0.96g/cm3 |
| 磨擦系数 | ≤0.17 | ≤0.1 | ≤0.1 |
具体实施方式
为了能够更好的说明本发明的优点和进步性，现给出本发明的具体实施方式。
实施例1
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯100份，偶联剂2份，抗氧剂3份，分散剂2份，纳米瓷粉10份。
基于上述，所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量为240万的超高分子量聚乙烯；所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和/或锆类偶联剂中的至少一种；所述纳米瓷粉是SS-04耐磨剂。
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料的制备方法，该方法包括如下步骤：a、配料：根据上述组分按重量份计进行配料；b、混合：把a步骤的配料放入混料机内，充分混合均匀；c、装模：把b步骤的混合料装模，并进行模内整形；d、导入热机：把c步骤的材料导入热机，加压，并加热至240℃～280℃，保持0.8～1.2小时；e、导入冷机：把d步骤的材料导入冷机，冷却，并加压至28～32兆帕，保持35～55分钟，最后卸压；f、导入脱模机：把e步骤的材料导入脱模机进行脱模，再修边整形，即得到所述纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料。
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料在托辊、管材、板材及模塑件制造中的应用。
实施例2
本实施例与实施例1所不同在于：
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯80份，偶联剂1份，抗氧剂1.5份，分散剂1份，纳米瓷粉6份。
基于上述，所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量为360万的超高分子量聚乙烯。
实施例3
本实施例与实施例1所不同在于：
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯120份，偶联剂3份，抗氧剂4.5份，分散剂3份，纳米瓷粉15份。
基于上述，所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量为420万的超高分子量聚乙烯。
实施例4
本实施例与实施例1所不同在于：
一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯110份，偶联剂2.3份，抗氧剂3.5份，分散剂2.5份，纳米瓷粉9份。
基于上述，所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量为480万的超高分子量聚乙烯。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (8)
1. 一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，其特征在于，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯80份-120份，偶联剂1份-3份，抗氧剂1.5份-4.5份，分散剂1份-3份，纳米瓷粉6份-15份。
2. 根据权利要求1所述的纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，其特征在于，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯90份-110份，偶联剂1.5份-2.5份，抗氧剂2份-4份，分散剂1.5份-2.5份，纳米瓷粉8份-12份。
3. 根据权利要求2所述的纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，其特征在于，按重量份计该材料由以下组分组成：超高分子量聚乙烯100份，偶联剂2份，抗氧剂3份，分散剂2份，纳米瓷粉10份。
4. 根据权利要求1或2或3所述的纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量为170～500万的超高分子量聚乙烯。
5. 根据权利要求1或2或3所述的纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，其特征在于：所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和/或锆类偶联剂中的至少一种。
6. 根据权利要求1或2或3所述的纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料，其特征在于：所述纳米瓷粉是SS-04耐磨剂。
7. 一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a、配料：根据下述组分按重量份计进行配料：超高分子量聚乙烯80份-120份，偶联剂1份-3份，抗氧剂1.5份-4.5份，分散剂1份-3份，纳米瓷粉6份-15份；
b、混合：把a步骤的配料放入混料机内，充分混合均匀；
c、装模：把b步骤的混合料装模，并进行模内整形；
d、导入热机：把c步骤的材料导入热机，加压，并加热至240℃～280℃，保持0.8～1.2小时；
e、导入冷机：把d步骤的材料导入冷机，冷却，并加压至28～32兆帕，保持35～55分钟，最后卸压；
f、导入脱模机：把e步骤的材料导入脱模机进行脱模，再修边整形，即得到所述纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料。
8. 一种纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料在托辊、管材、板材及模塑件制造中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100494167A CN101250298A (zh) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100494167A CN101250298A (zh) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101250298A true CN101250298A (zh) | 2008-08-27 |
Family
ID=39953908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008100494167A Pending CN101250298A (zh) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101250298A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101575429B (zh) * | 2009-06-11 | 2011-06-29 | 南京工业大学 | 一种普通聚乙烯耐磨复合材料及其制备方法 |
| CN103387703A (zh) * | 2013-08-04 | 2013-11-13 | 湖南金诚矿山机械制造有限公司 | 高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒及制作工艺 |
| CN106832513A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-13 | 洛阳国润新材料科技股份有限公司 | 一种超高分子量聚乙烯管材及其制备方法 |
| CN117903547A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-19 | 中科万通新材料(北京)有限公司 | 一种耐高温高分子水润滑轴承材料及其制备工艺 |
-
2008
- 2008-03-26 CN CNA2008100494167A patent/CN101250298A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101575429B (zh) * | 2009-06-11 | 2011-06-29 | 南京工业大学 | 一种普通聚乙烯耐磨复合材料及其制备方法 |
| CN103387703A (zh) * | 2013-08-04 | 2013-11-13 | 湖南金诚矿山机械制造有限公司 | 高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒及制作工艺 |
| CN106832513A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-13 | 洛阳国润新材料科技股份有限公司 | 一种超高分子量聚乙烯管材及其制备方法 |
| CN117903547A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-19 | 中科万通新材料(北京)有限公司 | 一种耐高温高分子水润滑轴承材料及其制备工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100463940C (zh) | 桥梁支座滑移材料及其制备方法 | |
| CN101012325A (zh) | 一种超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途 | |
| CN101948583B (zh) | 交联聚乙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN101250298A (zh) | 纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料及其制备方法和用途 | |
| CN101058651A (zh) | 超高分子量聚乙烯制品的配方及其制备方法 | |
| CN101126418A (zh) | 一种聚合物自润滑薄层复合轴套及其制备方法 | |
| CN104558767A (zh) | 一种耐磨环及其制备方法和应用 | |
| CN104530538A (zh) | 一种耐磨抗刮擦超高分子聚乙烯复合板材及其制备方法 | |
| WO2012034262A1 (zh) | 一种改性聚四氟乙烯树脂的耐磨材料 | |
| CN102875983B (zh) | 一种桥梁支撑滑动元件用热塑性聚酯组合物以及一种滑动元件 | |
| CN107739501A (zh) | 一种建筑工程支撑滑动元件用聚酮组合物及其制备方法 | |
| CN101328705A (zh) | 铁路客运专线桥梁支座用滑板、生产该滑板的改性超高分子量聚乙烯及生产方法 | |
| CN101696291A (zh) | 耐磨超高分子量聚乙烯管材及其制造方法 | |
| CN107055758A (zh) | 一种塔式生物滤池立体弹性填料加工用改性塑料颗粒 | |
| CN103788462A (zh) | 一种耐磨塑胶颗粒 | |
| CN101104789A (zh) | 无毒耐高压密封材料 | |
| CN104558769A (zh) | 一种气缸缸筒及制备方法和气缸 | |
| CN104031387A (zh) | 一种自润滑聚酰亚胺弹性耐磨复合材料及制备方法 | |
| CN101319069A (zh) | 超高分子量聚乙烯材料防偏摩擦盘及其制备方法 | |
| CN104004242A (zh) | 一种低滚动阻力橡胶输送带 | |
| CN105602064A (zh) | 铁路桥梁球形支座用改性超高分子量聚乙烯及其加工方法 | |
| CN104448635A (zh) | 一种抽油杆接箍外衬材料及其生产方法 | |
| RU2761336C1 (ru) | Технология получения заготовок из порошков композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена | |
| CN102514199A (zh) | 汽车钢板弹簧降噪片的制作方法 | |
| CN105885155A (zh) | 超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080827 |