CN104354239A - 利用超高分子量聚乙烯复合材料废料制备耐磨衬板的方法 - Google Patents

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王皓
李炜
辛志荣
侯志辉
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SHANGHAI SIRUI TECHNOLOGY Co Ltd
Donghua University
National Dong Hwa University
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SHANGHAI SIRUI TECHNOLOGY Co Ltd
Donghua University
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Abstract

本发明提供了一种利用超高分子量聚乙烯复合材料废料制备耐磨衬板的方法。该方法是将在溶剂中处理过的超高分子量聚乙烯复合材料废料放置在特定模具中，在一定的温度和压力条件下在平板硫化机上压制成耐磨衬板。其中，超高分子量聚乙烯纤维复合材料废料是在生产装甲防护类产品时产生的边角料。本发明所提供的制备方法，简单有效、加工难度低、无污染、无需分离纤维与树脂、回收成本低。通过该方法制成的耐磨衬板与普通超高分子量聚乙烯耐磨衬板性能接近，且具有很大的价格优势。

Description

利用超高分子量聚乙烯复合材料废料制备耐磨衬板的方法
技术领域
本发明涉及一种利用超高分子量聚乙烯复合材料废料制备耐磨衬板的方法，属于超高分子量聚乙烯复合材料回收利用技术领域。
背景技术
近年来，国内外各种暴力恐怖事件不断发生，市场上对于防护类装备的需求越来越大，国内各家生产防护类装备的企业都开足了马力，全力生产防护装备，而防护类装备中，超高分子量聚乙烯由于其优异的防护功能，已经成为来了主要的原材料。随着产量的提高，在生产过程中产生了大量的超高分子量聚乙烯边角料。这些边角料的回收成了一大难题。
目前，国内外很少有学者研究超高分子量聚乙烯复合材料制品的回收问题。主要原因是超高分子量聚乙烯纤维具有优异的防冲击、防切割功能使得其复合制品回收成本过高，回收难度较大。此前报道称有学者试图将超高分子量聚乙烯分离后再纺纱，但是由于树脂附着在纤维上使其很难再纺成纱，实施起来较为困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是将超高分子量聚乙烯复合材料制品进行回收再利用。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种利用超高分子量聚乙烯复合材料废料制备耐磨衬板的方法，其特征在于，步骤为：
第一步、将硫化机上下板温度调为170±5℃，时间设定为3600±100s，压力设定为10±0.5Mpa；
第二步、将含有固化树脂的超高分子量聚乙烯纤维复合材料的边角料放入相应固化树脂的有机溶剂中，尽可能充分溶解固化树脂；
第三步、在模具表面涂覆好脱模剂后，将经过有机溶剂处理后的超高分子量聚乙烯废料放入该模具中；
第四步、待硫化机上下板温度达到设定值后，将模具移至硫化机中，启动硫化机，模具受压，待第一步设定的时间到后关闭硫化机待模具冷却后将模具取下，得到压制好的耐磨衬板。
方法无需将纤维与树脂分离，可直接将超高分子量聚乙烯废料放入特制模具中，然后再在一定温度、压力、时间条件下在硫化机上热压成型制备超高分子量聚乙烯耐磨衬板。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种回收超高分子量聚乙烯纤维复合材料制品的回收方法，该方法操作简便、回收成本低。无需分离纤维与树脂，只需要在需要时在溶剂中溶解部分树脂。由于超高分子量聚乙烯本身的性能，使回收制品具备了较优异的耐磨性能，与传统超高分子量聚乙烯耐磨衬板相比，耐磨性能几乎没有差别，力学性能损失也在可承受范围之内，且回收超高分子量聚乙烯制作的耐磨衬板具有很大的价格优势。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例作详细说明如下。
本发明提供了一种利用超高分子量聚乙烯复合材料废料制备耐磨衬板的方法。这种回收方法过程简便、回收成本较低、无污染，无需分离纤维与树脂。采用该方法制备的超高分子量聚乙烯耐磨衬板具有十分优良的耐磨性能，与纯超高分子量聚乙烯耐磨衬板相比耐磨性能差别不大且具有非常明显的价格优势。符合目前循环经济发展的要求。
本发明的具体步骤为：
第一步、将硫化机上下板温度调为170±5℃，时间设定为3600±100s，压力设定为10±0.5Mpa。该硫化机采用常规的硫化机即可。
第二步、将含有固化树脂的超高分子量聚乙烯纤维复合材料的边角料放入相应固化树脂的有机溶剂中，尽可能充分溶解固化树脂。本步骤中的超高分子量聚乙烯纤维复合材料可以是无纬布形式，也可以是其他任何形式的超高分子量聚乙烯复合材料。在本实施例中，采用生产装甲板时产生的超高分子量聚乙烯纤维增强聚氨酯树脂复合材料，该复合材料中聚氨酯树脂的含量达到了30％。
聚氨酯树脂为水性聚氨酯树脂。水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。与聚氨酯树脂对应的有机溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)。因此，在本步骤中，可将超高分子量聚乙烯纤维增强聚氨酯树脂复合材料在DMF中浸泡半小时，以去除部分聚氨酯树脂。
第三步、在模具表面涂覆好脱模剂后，将经过有机溶剂处理后的超高分子量聚乙烯废料放入该模具中，模具为普通模压成型用模具。
第四步、待硫化机上下板温度达到设定值后，将模具移至硫化机中，并在模具上表面盖上干净的铁板，启动硫化机，模具受压，待第一步设定的时间到后将模具取下，得到压制好的耐磨衬板。
采用本发明回收含有大量聚氨酯树脂的超高分子量聚乙烯纤维复合材料的方法制备的耐磨衬板，其耐磨性能基本不受聚氨酯树脂的影响，与普通超高分子量聚乙烯耐磨衬板耐磨性基本相同。力学性能方面的损失也在可承受范围之内，且具有很大的价格优势，经济效益十分可观。
国内外耐磨衬板都是使用超高分子量聚乙烯母粒制作而成，查阅资料得知，超高分子量聚乙烯母粒的价格为13500/t。每吨超高分子量聚乙烯母粒制成5mm厚的耐磨衬板后的售价为2.5万元左右。生产过程中工艺费用大约为3000元左右，采用回收的超高分子量聚乙烯制作耐磨衬板可省去原材料费用，所得衬板经济效益十分可观。

Claims (1)

1.一种利用超高分子量聚乙烯复合材料废料制备耐磨衬板的方法，其特征在于，步骤为：
第一步、将硫化机上下板温度调为170±5℃，时间设定为3600±100s，压力设定为10±0.5Mpa；
第二步、将含有固化树脂的超高分子量聚乙烯纤维复合材料的边角料放入相应固化树脂的有机溶剂中，尽可能充分溶解固化树脂；
第三步、在模具表面涂覆好脱模剂后，将经过有机溶剂处理后的超高分子量聚乙烯废料放入该模具中；
第四步、待硫化机上下板温度达到设定值后，将模具移至硫化机中，启动硫化机，模具受压，第一步设定的时间到后关闭硫化机待模具冷却后将模具取下，得到压制好的耐磨衬板。
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