CN102558646B - 一种抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板及其制备方法 - Google Patents
一种抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，由下列组分组成，各组分的重量份为：超高分子量聚乙烯40-55，中密度聚乙烯5-10，低密度聚乙烯5-10，超细氢氧化镁3-5，硅藻土20-30，乙烯基三甲氧基硅烷8-10，硬脂酸钡0.5-1.5，二硫化钼0.2-0.4，过氧化二异丙苯0.3-0.5。将配方材料分步在高速搅拌里搅拌均匀后，在热压机上热压成型。所制得的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板保留了超高分子量聚乙烯本身具有的优异的耐磨性、抗冲击性、耐化学腐蚀性和低温韧性的特点外，同时具有很好的加工性能，材料成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物加工领域，具体涉及一种抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板及其制备方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(粘均相对分子质量超过150万的聚乙烯)具有优异的耐磨性、抗冲击性、耐化学腐蚀性和低温韧性，作为一种热塑性工程塑料应用十分广泛。但超高分子量聚乙烯也具有聚乙烯树脂固有的一些缺点，比如热变形温度低、抗蠕变性差、热膨胀系数大、表面硬度不高，使其应用范围在一定程度上受到了限制。
提高超高分子量聚乙烯制品耐热性的措施主要有：采用拉伸工艺使超高分子量聚乙烯大分子产生取向；通过硅烷交联、过氧化物交联等手段使超高分子量乙烯大分子形成网状结构，增加复合材料的热变形抗力；添加玻璃纤维、碳纤维、硼纤维等元机改性剂。清华大学的研究发现：添加适量的玻璃微珠可将热变形温度提高30-40℃，同时耐磨性可提高约40％，但缺口冲击强度会下降。中国专利CN 1091758A公开了一种具有较高热变形温度的超高分子量聚乙烯组合物，其中添加有一定量的短切无机纤维，这些纤维在超高分子量聚乙烯中形成一种纵横交联骨架，使其在0.45MPa下的热变形温度由纯超高的80℃提高到100℃左右。日本三井石油化学工业株式会社在中国申请的专利CN 87103889A描述了一种分子取向、硅烷交联超高分子量聚乙烯模塑制品及其制备方法，称这种制品在180℃下放置10分钟不熔融，能保持原有形状。中国专利CN 1032175A将超高分子量聚乙烯、丁苯橡胶、中超耐磨炭黑、过氧化二异丙苯及其它助剂共混交联，通过模压法制得一种复合材料，使其磨耗量趋近于零，强度残留率83％-96％，温度升至350℃也不软化，但该复合材料为交联体系，发球热固材料，不能回收利用，且只能采用车削等机械加工方式制成最终产品。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种超高分子量聚乙烯衬板，本衬板保留了超高分子量聚乙烯本身具有的优异的耐磨性、抗冲击性、耐化学腐蚀性和低温韧性的特点外，同时具有很好的加工性能，材料成本低的特点。
为实现上述目的本发明采用的技术方案如下：
抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，其特征在于，由下列组分组成，各组分的重量份为：
所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，其特征在于，由下列组分组成，各组分的重量份为：
所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，其特征在于：所述的超高分子量聚乙烯的分子量为300-700万。
所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)首先按照配方比例分别称取各原料组分；
(2)将称取的超细氢氧化镁和乙烯基三甲氧基硅烷加入高速搅拌机，高速搅拌2-3min；
(3)将超高分子量聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硬脂酸钡、二硫化钼、过氧化二异丙苯加入步骤(2)混合好的混合粉料中，再高速搅拌2-3min；
(4)将硅藻土加入步骤(3)的混合料中，继续高速搅拌4-6min；
(5)最后将搅拌均匀的混合料在普通热压机上在设定的温度、压力下，热压成型，冷却至常温，即制得本发明的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，热压机的压力为5-10MPa，温度为350-390℃，热压时间为20-30min。
所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板的制备方法，其特征在于：步骤(5)热压时，热压机的压力为8MPa，温度为360℃，热压时间为25min。
本发明的有益效果：
本发明衬板保留了超高分子量聚乙烯本身具有的优异的耐磨性、抗冲击性、耐化学腐蚀性和低温韧性的特点外，同时具有很好的加工性能，材料成本低的特点。
具体实施方式
实施例1
一种抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，由下列组分组成，各组分的重量份为：
本抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)首先按照配方比例分别称取各原料组分；
(2)将称取的超细氢氧化镁和乙烯基三甲氧基硅烷加入高速搅拌机，高速搅拌2-3min；
(3)将超高分子量聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硬脂酸钡、二硫化钼、过氧化二异丙苯加入步骤(2)混合好的混合粉料中，再高速搅拌2-3min；
(4)将硅藻土加入步骤(3)的混合料中，继续高速搅拌4-6min；
(5)最后将搅拌均匀的混合料在普通热压机上在设定的温度、压力下，热压成型，冷却至常温，即制得本发明的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，热压机的压力为5-10MPa，温度为350-390℃，热压时间为20-30min。
实施例2
一种抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，由下列组分组成，各组分的重量份为：
其中，超高分子量聚乙烯的分子量为300-700万。
制备方法如下：
(1)首先按照配方比例分别称取各原料组分；
(2)将称取的超细氢氧化镁和乙烯基三甲氧基硅烷加入高速搅拌机，高速搅拌2-3min；
(3)将超高分子量聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硬脂酸钡、二硫化钼、过氧化二异丙苯加入步骤(2)混合好的混合粉料中，再高速搅拌2-3min；
(4)将硅藻土加入步骤(3)的混合料中，继续高速搅拌4-6min；
(5)最后将搅拌均匀的混合料在普通热压机上在设定的温度、压力下，热压成型，冷却至常温，即制得本发明的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，热压机的压力为8MPa，温度为360℃，热压时间为25min。
本发明的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板的性能测试值如下表：
| 序号 | 检测项目 | 检测结果 | 检测方法 |
| 1 | 拉伸强度，MPa | 25.5 | GB/T 1040-1992 |
| 2 | 拉伸断裂伸长率，％ | 32.5 | GB/T 1040-1992 |
| 3 | 简支梁无缺口冲击强度，KJ/m2 | 370 | GB/T 1043-1993 |
| 4 | 热变形温度(0.45MPa)，℃ | 235.2 | GB/T 1634-2004 |
| 5 | 磨耗量，g/cm2 | 1.80×10-5 | GB/T 4085-2983 |
Claims (5)
1.一种抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，其特征在于，由下列组分组成，各组分的重量份为：
2.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，其特征在于，由下列组分组成，各组分的重量份为：
3.如权利要求1或2所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，其特征在于：所述的超高分子量聚乙烯的分子量为300-700万。
4.如权利要求1所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）首先按照配方比例分别称取各原料组分；
（2）将称取的超细氢氧化镁和乙烯基三甲氧基硅烷加入高速搅拌机，高速搅拌2-3min；
(3)将超高分子量聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硬脂酸钡、二硫化钼、过氧化二异丙苯加入步骤（2）混合好的混合粉料中，再高速搅拌2-3min；
（4）将硅藻土加入步骤（3）的混合料中，继续高速搅拌4-6min；
(5) 最后将搅拌均匀的混合料在普通热压机上在设定的温度、压力下，热压成型，冷却至常温，即制得抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板，热压机的压力为5-10MPa，温度为350-390℃，热压时间为20-30min。
5.根据权利要求4所述的抗冲击耐磨高分子量聚乙烯复合衬板的制备方法，其特征在于：步骤（5）热压时，热压机的压力为8MPa，温度为360℃，热压时间为25 min。
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