CN101386692A - 一种超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料的制备方法 - Google Patents

一种超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料的制备，首先将超高分子量聚乙烯、改性剂、超细碳酸钙粉和阻燃剂按比例混合，并将混合料放入模具，在压力下，对模具冷压5－10分钟后排除空气，然后加温加压，最后在保持压力的条件下，冷却至40℃以下，脱模即可得到本发明的复合材料。该复合材料不但性能优良，而且价格低廉，具有极佳的性价比。

Description

一种超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料的制备，属于高分子复合材料技术领域。
背景技术
普通超高分子量聚乙烯一般指基体粘均分子量大于150万的聚乙烯，其具有优异的抗冲击性能和耐磨性，摩擦系数很低，具有很好的自润滑性，而且具有优良的耐应力开裂性能、对化学品稳定性、极低的吸水率、电绝缘性、生物惰性等。基于超高分子量聚乙烯的耐磨性能和抗冲击性能，用于制造化工阀门、泵、密封圈、齿轮、皮结和运输机的蜗轮杆、轴承、轴瓦等机械零件以代替部分钢材，超高分子量聚乙烯还应用于码头港口工矿等企业。
发明内容
超高分子量聚乙烯虽然具有许多优异的物理性能，但也不足之处：它的阻燃性能较差，不能在温度较高的环境中使用，其次，其耐磨性能还有待提高。
本发明很好地解决了以上两大难题，采用模压烧结、冷却定型法成型，耐温可达200℃以上，具有极高的耐磨性能，优良的自润滑性能，抗冲击性能高，吸水率低，耐化学腐蚀性，环境适应性强，在较强的外力条件下，其刚性和表面硬度俱佳，具有很强的抗老化性能，性能全面超过普通超高分子量聚乙烯，工作年限最高可达50年以上，是超高分子量聚乙烯和尼龙66的换代产品。
本发明彻底解决了电力、焦化、水泥、矿山、化工等领域原煤仓、圆筒仓、库壁、料斗、地煤斗、火车谢煤沟、翻车机室、球磨机内衬、黏土库壁和锥体等部位的堵塞、黏结等现象，安全可靠。
本发明提出的改性超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料，各组分的重量百分比为：超高分子量聚乙烯75％～85％、改性剂5％～10％、超细碳酸钙粉5％～10％和阻燃剂5％～10％。
本发明所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量在400万以上的超高分子量聚乙烯。
本发明所述的改性剂，是石墨、硬脂酸钙中的一种或一种以上的混合物。
本发明的制备过程包括如下步骤：
1、配料，混料均匀：在高速搅拌机里，依次加入超高分子量聚乙烯、超细碳酸钙粉、改性剂和阻燃剂高速至均匀，并将混合料放入模具。
2、冷压、排气：在8—10MPa的压力下，对模具冷压5—10分钟然后排除空气。
3、热压：在压力为20MPa，温度为170℃-200℃的条件下，压制80—100分钟。
4、保压冷却，成型：保持压力15—18MPa的条件，冷却至室温，脱模即得本发明的复合材料。
 
序号 检验项目 检验结果 检验方法
1 拉伸强度 23.7MP GB/T 1040-1992
2 拉伸断裂伸长率 238％ GB/T 1040-1992
3 简支梁无缺口冲击强度 277KJ/M2 GB/T 1043-1993
4 热变形温度(0.45MPa) 210.2℃ GB/T 1643-2004
5 氧指数 24.6％ GB/T 2406-1993
6 磨耗量 1.54*10-5g/cm2 GB/T 4085-1983
7 摩擦系数 0.12 GB/T 3960-83
8 邵氏硬度 85克力 GB/T 2411-80
9 体积磨损量 0.018cm3 GB/T 3960-89
具体实施方式
实施例1：
首先将超高分子量聚乙烯75份，改性剂5份，超细碳酸钙粉10份，阻燃剂10份，投入高速搅拌机高速混合至均匀，并将混合料放入模具。接着，在8—10MPa的压力下进行对模具5—10分钟的冷压以排除空气，排完空气后，在压力为20MPa温度为170℃—200℃的条件下进行热压，压制80—100分钟保持15—18MPa的条件下冷却至室温脱模即可得到本发明的复合材料。
实施例2：
首先将超高分子量聚乙烯75份，改性剂10份，超细碳酸钙粉5份，阻燃剂10份，投入高速搅拌机高速混合至均匀，并将混合料放入模具。接着，在8—10MPa的压力下进行对模具5—10分钟的冷压以排除空气，排完空气后，在压力为20MPa温度为170℃—200℃的条件下进行热压，压制80—100分钟保持15—18MPa的条件下冷却至室温脱模即可得到本发明的复合材料。
实施例3：
首先将超高分子量聚乙烯75份，改性剂10份，超细碳酸钙粉10份，阻燃剂5份，投入高速搅拌机高速混合至均匀，并将混合料放入模具。接着，在8—10MPa的压力下进行对模具5—10分钟的冷压以排除空气，排完空气后，在压力为20MPa温度为170℃—200℃的条件下进行热压，压制80—100分钟保持15—18MPa的条件下冷却至室温脱模即可得到本发明的复合材料。
实施例4：
首先将超高分子量聚乙烯80份，改性剂5份，超细碳酸钙粉5份，阻燃剂10份，投入高速搅拌机高速混合至均匀，并将混合料放入模具。接着，在8—10MPa的压力下进行对模具5—10分钟的冷压以排除空气，排完空气后，在压力为20MPa温度为170℃—200℃的条件下进行热压，压制80—100分钟保持15—18MPa的条件下冷却至室温脱模即可得到本发明的复合材料。
实施例5：
首先将超高分子量聚乙烯80份，改性剂10份，超细碳酸钙粉5份，阻燃剂5份，投入高速搅拌机高速混合至均匀，并将混合料放入模具。接着，在8—10MPa的压力下进行对模具5—10分钟的冷压以排除空气，排完空气后，在压力为20MPa温度为170℃—200℃的条件下进行热压，压制80—100分钟保持15—18MPa的条件下冷却至室温脱模即可得到本发明的复合材料。
实施例6：
首先将超高分子量聚乙烯80份，改性剂5份，超细碳酸钙粉10份，阻燃剂5份，投入高速搅拌机高速混合至均匀，并将混合料放入模具。接着，在8—10MPa的压力下进行对模具5—10分钟的冷压以排除空气，排完空气后，在压力为20MPa温度为170℃—200℃的条件下进行热压，压制80—100分钟保持15—18MPa的条件下冷却至室温脱模即可得到本发明的复合材料。
实施例7：
首先将超高分子量聚乙烯85份，改性剂5份，超细碳酸钙粉5份，阻燃剂5份，投入高速搅拌机高速混合至均匀，并将混合料放入模具。接着，在8—10MPa的压力下进行对模具5—10分钟的冷压以排除空气，排完空气后，在压力为20MPa温度为170℃—200℃的条件下进行热压，压制80—100分钟保持15—18MPa的条件下冷却至室温脱模即可得到本发明的复合材料。

Claims (4)

1、一种超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料，其特征在于，该材料各组分的重量百分比为：超高分子量聚乙烯75％～85％、改性剂5％～10％、超细碳酸钙粉5％～10％和阻燃剂5％～10％。
2、如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯高耐磨耐高温复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)配料，混合均匀：在高速搅拌机里分别加入超高分子量聚乙烯、改性剂、超细碳酸钙粉和阻燃剂，高速搅拌至均匀，并将混合料放入模具；
(2)冷压、排气：在8—10MPa的压力下，对模具冷压5—10分钟泻压30秒以排除空气；
(3)热压：在压力为20MPa的条件下，压制80—100分钟；
(4)保压冷却，成型：压力保持在15—18MPa的条件下，冷却至40℃以下，脱模即可得本发明的复合材料。
3、如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量在400万以上的超高分子量聚乙烯。
4、如权利要求1所述的改性剂，是石墨、硬脂酸钙中的一种或一种以上的混合物。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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