CN101480856A - 超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料及其制备方法。超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料，其特征在于它由超高分子量聚乙烯层、过渡层和橡胶层构成；过渡层位于超高分子量聚乙烯层与橡胶层之间，层与层之间经热压交联结合；超高分子量聚乙烯层的材料为超高分子量聚乙烯，橡胶层的材料为橡胶；过渡层为n层，n为5～50，每一过渡层的材料由超高分子量聚乙烯和橡胶原料组成，各原料所占质量百分数为：超高分子量聚乙烯99～1％、橡胶1～99％；与超高分子量聚乙烯层直接结合的过渡层定义为第一过渡层，然后是第二过渡层，第三过渡层……，最后，与橡胶层直接结合的过渡层为第n过渡层；从第一过渡层至第n过渡层，每一过渡层的橡胶含量渐次升高。本发明具有结合紧密的特点。

Description

超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，特别是超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯的分子结构排列与普通聚乙烯完全相同，但其相对分子量一般在150万以上(即超高分子量)。巨大的分子链赋予了超高分子量聚乙烯许多卓越的性能。比如，超高分子量聚乙烯具有极好的耐磨损性，高于普通碳钢，居各种塑料之首；具有极高的抗冲击强度，亦居现有塑料之首；具有很低的摩擦系数，可与聚四氟乙烯媲美；此外，还具有极小吸水率，优良的耐腐蚀性等等。超高分子量聚乙烯作为一种性能非常优异的新型工程塑料已广泛应用于采矿、纺织、机械、化工等领域。其大宗产品形式有两种：板材和管材，板材主要用于制作各种料仓衬板，货舱衬板、码头及水道的护舷面板等；管材主要用于输送各种固体颗粒、粉体、浆体、气体。

超高分子量聚乙烯具有很多优点，但某些优点同时也成为了缺点。比如，超高分子量聚乙烯具有很低的表面自由能，这使得它摩擦系数低，不易粘附异物，但也使得它几乎不能被粘合，很难与其它材料实现无缝连接。再比如，超高分子量聚乙烯抗冲击强度很高，但吸收冲击能量的能力并不理想。用作料仓衬板和水道护舷面板时，当外部冲击力强大时仍会直接传递给支撑衬板(面板)结构，使其遭到破坏。橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量，能很好的与其它材料粘合。特别与钢铁粘合时，其粘合强度至少在6MPa以上。因此，如果能够结合超高分子量聚乙烯和橡胶两者的优点制成板材，即可方便地与其它材料粘合加工成各种衬板或面板，又能够吸收外界冲击能量减小对支撑结构的破坏，还可耐磨、减摩、耐冲击。如果用于动态密封场合即可密封作用，又能够抗磨和减小摩擦。

现有资料显示，现有的超高分子量聚乙烯与橡胶复合的方式及所制备的材料主要有两种：第一种是在橡胶中添加超高分子量聚乙烯，或者在超高分子量聚乙烯中添加橡胶加热后使二者交联形成复合材料；第二种是采用热熔的方式把单一成分的橡胶层和超高分子量聚乙烯贴合在一起组成复合材料。第一种方式或是为了改善超高分子量聚乙烯的加工成型性能(美国专利US3，911,051)，或是为了使超高分子量聚乙烯具有一定的弹性并能吸收振动能量(中国专利CN200410009077.1，日本特许昭59-176340)，或是为了通过添加超高分子量聚乙烯使橡胶更加耐磨(中国专利CN03136109.9，美国专利US7,459,497)，或是为了使复合材料兼有橡胶的易伸缩性和超高分子量聚乙烯高耐磨性(中国专利CN00109803.9)。但无论何种情况，所得到的复合材料其整体性能都只是超高分子量聚乙烯性能和橡胶性能的折衷，并不能将二者的优点最大化地展现出来。第二种方式所获得的复合材料，其两面分别体现了超高分子量聚乙烯耐磨、低摩擦系数和橡胶柔韧、吸收振动能量，摩擦系数大等优点，可用来制作摩擦驱动的传送带(日本特许2007-070592)，耐腐蚀的动密封件(日本特许2004-346287)和耐磨损管道(日本特许平04-368843)等。但这种方法所获得的复合材料，在超高分子量聚乙烯和橡胶之间存在明显的界面，且界面结合强度低，两者很容易剥离。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合紧密的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料，其特征在于它由超高分子量聚乙烯层、过渡层和橡胶层构成；过渡层位于超高分子量聚乙烯层与橡胶层之间，层与层之间经热压交联结合；超高分子量聚乙烯层的材料为超高分子量聚乙烯，橡胶层的材料为橡胶；过渡层为n层，n为5～50(为自然数)，每一过渡层的材料由超高分子量聚乙烯和橡胶原料组成，各原料所占质量百分数为：超高分子量聚乙烯99～1％、橡胶1～99％；与超高分子量聚乙烯层直接结合的过渡层定义为第一过渡层，然后是第二过渡层，第三过渡层……，最后，与橡胶层直接结合的过渡层为第n过渡层；从第一过渡层至第n过渡层，每一过渡层的橡胶含量渐次升高(呈梯度变化，性能也相应呈梯度变化)。

所述超高分子量聚乙烯的分子量为150万～600万，粒径为50～100目；

所述橡胶可以为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、异丙橡胶或氯丁橡胶等，且已经过硫化处理，粒径为1～5mm。所述橡胶还可以是汽车轮胎再生橡胶，其粒度为1～5mm。

超高分子量聚乙烯层、整个过渡层和橡胶层的厚度可以按需要调节，如需要提高弹性可增厚橡胶层，需要延长耐磨损寿命可增厚超高分子量聚乙烯层，要使性能过渡更加平缓或层与层之间结合更加牢靠可增厚过渡层，并增加过渡层的层数。在一般情况下，三者各占所制备材料厚度的1/3(超高分子量聚乙烯层、过渡层和橡胶层的厚度分别为1/3cm～5/3cm)。而所制备材料的总厚度在1cm～5cm范围比较合适，这是因为过薄会失去制作过渡层的意义，过厚存在热压成型的困难。

所述过渡层的层数只有在5层以上才能达到本发明所称无界面结合的效果。这是因为在实验中发现，如果过渡层少于5层，层与层之间总会在某处存在界面，且该处结合强度明显较低。而过渡层层数的上限取决于复合材料的总厚度，一般不超过50层。这是因为当复合材料总厚度为5cm，过渡层为50层时，成型前每一层的铺设厚度约为2mm，成型后其厚度不足1mm，已经没有了实际意义。一般情况下，过渡层取5～10层已能够很完美体现梯度特征。

上述超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)选取超高分子量聚乙烯作为超高分子量聚乙烯层的原料备用；选取橡胶颗粒作为橡胶层的原料备用；

2)过渡层为n层，n为5～50(为自然数)，每一过渡层的材料由超高分子量聚乙烯和橡胶原料组成，各原料所占质量百分数为：超高分子量聚乙烯99～1％、橡胶1～99％；与超高分子量聚乙烯层直接结合的过渡层定义为第一过渡层，然后是第二过渡层，第三过渡层……，最后，与橡胶层直接结合的过渡层为第n过渡层；从第一过渡层至第n过渡层，每一过渡层的橡胶含量渐次升高(超高分子量聚乙烯相对含量渐次降低)；

3)采用下述二种方法之一：

①采取干法：将步骤2)中第一过渡层的材料(由超高分子量聚乙烯和橡胶原料组成)加入到研磨罐中，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球，将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，得到第一过渡层的母料；

将步骤2)中第二过渡层的材料加入到研磨罐中，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球，将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，得到第二过渡层的母料；

依此类推，最后，将步骤2)中第n过渡层的材料加入到研磨罐中，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球，将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，得到第n过渡层的母料；

②采取湿法：将步骤2)中第一过渡层的材料(由超高分子量聚乙烯和橡胶原料组成)加入到研磨罐中，加入球磨介质，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球；球磨介质的加入量为第一过渡层材料总质量的1/3～4/5，球磨介质为蒸馏水、乙醇、丙酮中的任意一种或者任意两种以上的混合(含任意两种)，任意两种以上混合时为任意配比；将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，通过干燥除去球磨介质，得到第一过渡层的母料；

将步骤2)中第二过渡层的材料加入到研磨罐中，加入球磨介质，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球；球磨介质的加入量为第二过渡层的材料总质量的1/3～4/5，球磨介质为蒸馏水、乙醇、丙酮中的任意一种或者任意两种以上的混合(含任意两种)，任意两种以上混合时为任意配比；将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，通过干燥除去球磨介质，得到第二过渡层的母料；

依此类推，最后，将步骤2)中第n过渡层的材料加入到研磨罐中，加入球磨介质，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球；球磨介质的加入量为第n过渡层的材料总质量的1/3～4/5，球磨介质为蒸馏水、乙醇、丙酮中的任意一种或者任意两种以上的混合(含任意两种)，任意两种以上混合时为任意配比；将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，通过干燥除去球磨介质，得到第n过渡层的母料；

4)将作为超高分子量聚乙烯层的原料(纯超高分子量聚乙烯)铺设在热压模具中，然后依次铺设第一过渡层至第n过渡层的母料，最后铺设作为橡胶层的原料(纯橡胶颗粒)，用热压成型方法成型，得到超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料。

步骤3)所述研磨罐的材质为刚玉或玛瑙材质，研磨球的材质为与研磨罐同样材质。

步骤3)所述干燥可以是加热干燥、红外辐照或微波干燥，干燥温度为50～100℃。

所述步骤4)中的热压成型的工艺条件为：成型温度160℃～195℃，成型压力6～10MPa。

超高分子量聚乙烯层、过渡层和橡胶层的铺设厚度分别为0.5cm～5cm；每一过渡层的铺设厚度分别为过渡层铺设厚度的1/n。

本发明的有益效果是：

1)本发明的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料即有橡胶富于弹性、能吸收较多冲击能量、易于与其它材料粘合的优点，又有超高分子量聚乙烯耐磨损、摩擦系数小的特点(能兼具两者的优良性能)。采用过渡层，将过渡层的层数设置在5层以上，且每一过渡层的橡胶含量渐次升高，保证了从超高分子量聚乙烯层经各过渡层到橡胶层，每层之间成分变化比较平缓，经热压成型后层与层之间交联在一起，真正实现了层与层之间紧密的、无界面的结合。从而避免了将超高分子量聚乙烯层和橡胶层直接热压在一起，存在明显界面，结合力低下的缺陷；也避免了将二者掺和在一起然后热压成型，降低了二者固有优势的缺陷；本发明具有结合紧密的特点。本发明所制备复合材料可用于耐磨损、耐冲击以及需要将超高分子量聚乙烯与其它材料粘合的情况。

2)可以规模化工业生产：超高分子量聚乙烯、橡胶颗粒原料都是市售商品，再生橡胶颗粒更属于废物回收利用的范畴；球磨混料和热压成型也都是经典的工业生产流程，因此本发明很容易实现规模化工业生产；

3)采用球磨混料、热压成型工艺设备投资小，成本低廉；

4)整个制备工艺无废气、废水和固体废物排放，对环境影响很小，具有环境友好特性；且操作工艺简单。

附图说明

图1是实施例1所制备的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的横截面照片。

图2是实施例1所制备的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的横截面的显微照片(放大40倍)，为超高分子量聚乙烯层与第一过渡层结合部位。

图3是实施例1所制备的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的横截面显微照片(放大20倍)，为第二过渡层和第三过渡层。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

上述超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)选取超高分子量聚乙烯作为超高分子量聚乙烯层的原料备用；选取橡胶颗粒作为橡胶层的原料备用；并单独放置；所述超高分子量聚乙烯的分子量为450万，粒径为60～80目；所述橡胶是汽车轮胎再生橡胶，其粒度为1～3mm；

2)过渡层为五层，与超高分子量聚乙烯层直接结合的过渡层定义为第一过渡层，然后是第二过渡层，第三过渡层……，最后，与橡胶层直接结合的过渡层为第五过渡层；各过渡层的原料所占质量百分数为：第一过渡层——超高分子量聚乙烯90％，橡胶10％；第二过渡层——超高分子量聚乙烯80％，橡胶20％；第三过渡层——超高分子量聚乙烯60％，橡胶40％；第四过渡层——超高分子量聚乙烯20％，橡胶80％；第五过渡层——超高分子量聚乙烯10％，橡胶90％；每一过渡层的混合料单独放置；

所述超高分子量聚乙烯的分子量为450万，粒径为60～80目；所述橡胶是汽车轮胎再生橡胶，其粒度为1～3mm；

3)将步骤2)中第一过渡层的材料加入到玛瑙材质的研磨罐中，按照第一过渡层的材料的质量：医用酒精的体积＝150g：100mL的比例量取医用酒精(含乙醇)倒入球磨罐，并按照2：1的球料比加入玛瑙材质的研磨球；装料时，研磨球、混合料总体积占研磨罐容积的1/2；将球磨罐装到球磨机上，以250转/分钟的转速球磨1小时，将球磨好的物料过滤除去球磨介质(含乙醇的医用酒精)，用红外灯辐照烘干(温度不超过100℃)，得到第一过渡层的母料；

将步骤2)中第二过渡层的材料加入到玛瑙材质的研磨罐中，按照第二过渡层的材料的质量：医用酒精的体积＝150g：100mL的比例量取医用酒精(含乙醇)倒入球磨罐，并按照2：1的球料比加入玛瑙材质的研磨球；装料时，研磨球、混合料总体积占研磨罐容积的1/2；将球磨罐装到球磨机上，以250转/分钟的转速球磨1小时，将球磨好的物料过滤除去球磨介质(含乙醇的医用酒精)，用红外灯辐照烘干(温度不超过100℃)，得到第二过渡层的母料；

依此类推，最后，将步骤2)中第五过渡层的材料加入到玛瑙材质的研磨罐中，按照第五过渡层的材料的质量：医用酒精的体积＝150g：100mL的比例量取医用酒精(含乙醇)倒入球磨罐，并按照2：1的球料比加入玛瑙材质的研磨球；装料时，研磨球、混合料总体积占研磨罐容积的1/2；将球磨罐装到球磨机上，以250转/分钟的转速球磨1小时，将球磨好的物料过滤除去球磨介质(含乙醇的医用酒精)，用红外灯辐照烘干(温度不超过100℃)，得到第五过渡层的母料；

从而得到第一过渡层至第五过渡层的母料，并单独放置；

4)将作为超高分子量聚乙烯层的原料(纯超高分子量聚乙烯)铺设在热压模具中，铺设厚度为5mm；然后依次铺设第一过渡层至第五过渡层的母料，第一过渡层至第五过渡层铺设厚度分别均为5mm；最后铺设作为橡胶层的原料(纯橡胶颗粒)，铺设厚度为5mm；

在不加温的条件下以10MPa压力排出模具中的空气；降压至6MPa压力，升温至185℃温度，保温保压1小时，冷却至室温，卸载压力，脱模，得到超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料。

图1是所制备的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的横截面照片，可以看出除了超高分子量聚乙烯层和第一过渡层之间因颜色差异大，似乎存在界面之外，各过渡层之间，以及过渡层和再生橡胶层之间没有明显的分界线。为了研究超高分子量聚乙烯层和第一过渡层之间的结合情况，在体视显微镜下观察了两者的结合部位。图2是结合部横截面的显微照片，放大倍数40倍，从中可以看出尽管颜色上分界很明显，但结合上并没有显著的界线，说明第一过渡层和超高分子量聚乙烯层之间结合紧密，也是交联结合。图3是第二过渡层和第三过渡层断面的显微照片(放大倍数20倍)，可以看到两个过渡层存在密度差异，但两者结合紧密，不存在显著的界线。以上显微观察表明，所制备梯度材料各层之间结合紧密，没有显著的界面存在。

实施例2：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述橡胶为丁苯橡胶颗粒，粒径2～5mm；按照实施例1的条件和步骤就得到了超高分子量聚乙烯和丁苯橡胶梯度复合材料。

实施例3：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所使用的橡胶为顺丁橡胶颗粒，粒径1～4mm；按照实施例1的条件和步骤就得到了超高分子量聚乙烯和顺丁橡胶梯度复合材料。

实施例4：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所使用的橡胶为异戊橡胶颗粒，粒径1～3mm，按照实施例1的条件和步骤就得到了超高分子量聚乙烯和异戊橡胶梯度复合材料。

实施例5：

超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)选取超高分子量聚乙烯作为超高分子量聚乙烯层的原料备用；选取橡胶颗粒作为橡胶层的原料备用；

所述超高分子量聚乙烯的分子量为250万，粒径为80～100目；所述橡胶为天然橡胶颗粒，且已经过硫化处理，粒径为2～4mm；

2)过渡层为九层，与超高分子量聚乙烯层直接结合的过渡层定义为第一过渡层，然后是第二过渡层，第三过渡层……，最后，与橡胶层直接结合的过渡层为第九过渡层；各过渡层的原料所占质量百分数为：第一过渡层——超高分子量聚乙烯90％，橡胶10％；第二过渡层——超高分子量聚乙烯80％，橡胶20％；第三过渡层——超高分子量聚乙烯70％，橡胶30％；第四过渡层——超高分子量聚乙烯60％，橡胶40％；第五过渡层——超高分子量聚乙烯50％，橡胶50％；第六过渡层——超高分子量聚乙烯40％，橡胶60％；第七过渡层——超高分子量聚乙烯30％，橡胶70％；第八过渡层——超高分子量聚乙烯20％，橡胶80％；第九过渡层——超高分子量聚乙烯10％，橡胶90％；每一过渡层的混合料单独放置；

所述超高分子量聚乙烯的分子量为250万，粒径为80～100目；所述橡胶为天然橡胶颗粒，且已经过硫化处理，粒径为2～4mm；

3)将步骤2)中第一过渡层的材料加入到刚玉材质的研磨罐中，并按照1：1的球料比加入刚玉材质的研磨球，装料时，研磨球、超高分子量聚乙烯和橡胶的总体积占研磨罐容积的1/2；将球磨罐装到球磨机上，以200转/分钟的转速球磨4小时，得到第一过渡层的母料；

将步骤2)中第二过渡层的材料加入到刚玉材质的研磨罐中，并按照1：1的球料比加入刚玉材质的研磨球，装料时，研磨球、超高分子量聚乙烯和橡胶的总体积占研磨罐容积的1/2；将球磨罐装到球磨机上，以200转/分钟的转速球磨4小时，得到第二过渡层的母料；

依此类推，最后，将步骤2)中第九过渡层的材料加入到刚玉材质的研磨罐中，并按照1：1的球料比加入刚玉材质的研磨球，装料时，研磨球、超高分子量聚乙烯和橡胶的总体积占研磨罐容积的1/2；将球磨罐装到球磨机上，以200转/分钟的转速球磨4小时，得到第九过渡层的母料；

从而得到第九过渡层至第五过渡层的母料，并单独放置；

4)将作为超高分子量聚乙烯层的原料(纯超高分子量聚乙烯)铺设在热压模具中，铺设厚度为10mm；然后依次铺设第一过渡层至第九过渡层的母料，第一过渡层至第九过渡层铺设厚度分别均为5mm；最后铺设作为橡胶层的原料(纯橡胶颗粒)，铺设厚度为10mm；

在不加温的条件下以10MPa压力排出模具中的空气；降压至7MPa压力，升温至190℃温度，保温保压1.5小时，冷却至室温，卸载压力，脱模，得到超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料。

本发明中球料比之上下限值，以及球磨转速、球磨时间之上下限值都能实现本发明；超高分子量聚乙烯和橡胶所做的梯度范围不限于上面所说的；本发明所列举的各原料都能实现本发明；在此不一一列举实施例。

Claims (9)

1.超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料，其特征在于它由超高分子量聚乙烯层、过渡层和橡胶层构成；过渡层位于超高分子量聚乙烯层与橡胶层之间，层与层之间经热压交联结合；超高分子量聚乙烯层的材料为超高分子量聚乙烯，橡胶层的材料为橡胶；过渡层为n层，n为5～50，每一过渡层的材料由超高分子量聚乙烯和橡胶原料组成，各原料所占质量百分数为：超高分子量聚乙烯99～1％、橡胶1～99％；与超高分子量聚乙烯层直接结合的过渡层定义为第一过渡层，然后是第二过渡层，第三过渡层……，最后，与橡胶层直接结合的过渡层为第n过渡层；从第一过渡层至第n过渡层，每一过渡层的橡胶含量渐次升高。

2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯的分子量为150万～600万，粒径为50～100目；

3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料，其特征在于：所述橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、异丙橡胶或氯丁橡胶，且已经过硫化处理，粒径为1～5mm；或者是汽车轮胎再生橡胶，粒度为1～5mm。

4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料，其特征在于：超高分子量聚乙烯层、过渡层和橡胶层的厚度分别为1/3cm～5/3cm。

5.如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)选取超高分子量聚乙烯作为超高分子量聚乙烯层的原料备用；选取橡胶颗粒作为橡胶层的原料备用；

2)过渡层为n层，n为5～50，每一过渡层的材料由超高分子量聚乙烯和橡胶原料组成，各原料所占质量百分数为：超高分子量聚乙烯99～1％、橡胶1～99％；与超高分子量聚乙烯层直接结合的过渡层定义为第一过渡层，然后是第二过渡层，第三过渡层……，最后，与橡胶层直接结合的过渡层为第n过渡层；从第一过渡层至第n过渡层，每一过渡层的橡胶含量渐次升高；

3)采用下述二种方法之一：

①采取干法：将步骤2)中第一过渡层的材料加入到研磨罐中，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球，将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，得到第一过渡层的母料；

将步骤2)中第二过渡层的材料加入到研磨罐中，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球，将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，得到第二过渡层的母料；

依此类推，最后，将步骤2)中第n过渡层的材料加入到研磨罐中，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球，将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，得到第n过渡层的母料；

②采取湿法：将步骤2)中第一过渡层的材料加入到研磨罐中，加入球磨介质，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球；球磨介质的加入量为第一过渡层的材料总质量的1/3～4/5，球磨介质为蒸馏水、乙醇、丙酮中的任意一种或者任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比；将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，通过干燥除去球磨介质，得到第一过渡层的母料；

将步骤2)中第二过渡层的材料加入到研磨罐中，加入球磨介质，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球；球磨介质的加入量为第二过渡层的材料总质量的1/3～4/5，球磨介质为蒸馏水、乙醇、丙酮中的任意一种或者任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比；将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，通过干燥除去球磨介质，得到第二过渡层的母料；

依此类推，最后，将步骤2)中第n过渡层的材料加入到研磨罐中，加入球磨介质，并按照1：1～3：1的球料比加入研磨球；球磨介质的加入量为第n过渡层的材料总质量的1/3～4/5，球磨介质为蒸馏水、乙醇、丙酮中的任意一种或者任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比；将球磨罐装到球磨机上，以200～280转/分钟的转速球磨1～4小时，通过干燥除去球磨介质，得到第n过渡层的母料；

4)将作为超高分子量聚乙烯层的原料铺设在热压模具中，然后依次铺设第一过渡层至第n过渡层的母料，最后铺设作为橡胶层的原料，用热压成型方法成型，得到超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料。

6.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3)所述研磨罐的材质为刚玉或玛瑙材质，研磨球的材质为与研磨罐同样材质。

7.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3)所述干燥是加热干燥、红外辐照或微波干燥，干燥时温度为50～100℃。

8.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中的热压成型的工艺条件为：成型温度160℃～195℃，成型压力6～10MPa。

9.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯和橡胶梯度复合材料的制备方法，其特征在于：超高分子量聚乙烯层、过渡层和橡胶层的铺设厚度分别为0.5cm～5cm；每一过渡层的铺设厚度分别为过渡层铺设厚度的1/n。

Images