CN106046513A - 用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法 - Google Patents

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高孟平
范伏林
莫云霞
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Abstract

本发明涉及一种有机材料，具体为用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法，六钛酸钾晶须、SG‑Si900硅烷偶联剂和无水酒精，其中SG‑Si900硅烷偶联剂和无水酒精配置成酒精溶液，和六钛酸钾晶须混合过滤后，烘干得到的粉料和纯超高分子量聚乙烯在专用的搅拌机中均匀混合，混合好的粉料加入模具中用液压机预压后放入烘箱中加热并保温使粉料完全熔融，放到液压机上压制，并持续稳定加压至模具自然冷却，脱模得到需要的制品。此方法能使超高分子量聚乙烯制品的使用温度从80℃提高到100℃，耐磨性能提高15%，增加了超高分子量聚乙烯制品的应用范围。

Description

用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法
技术领域
本发明涉及一种有机材料，具体为用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法。
技术领域
针对上述技术问题，本发明的目的是根据背景技术所诉的超高分子聚乙烯制品，提供一种全新的基于超高分子量聚乙烯改性制品的制造方法。
用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法，包括以下过程：
（1）六钛酸钾晶须（K2Ti6O13）和偶联剂溶液混合，所述的偶联剂为SG-Si900硅烷偶联剂和无水酒精配置成的质量浓度为0.5%～1.5%的酒精溶液；偶联剂溶液和六钛酸钾晶须充分混合后，过滤机滤干净多余溶液，在90℃~110℃的温度下干燥1.5～2小时备用；此混合偶联过程中，搅拌时需低速搅拌，防止晶须大量断裂，影响制品质量。
（2）将步骤（1）制备的混合偶联的六钛酸钾晶须和超高分子量聚乙烯按照质量份数8～12份、88～92份混合，放进低速搅拌机进行混合，搅拌机的转速为每分钟30～45转，搅拌时间为4～6分钟，充分混合后，得到所需要的改性超高分子量聚乙烯原料；
超高分子量聚乙烯和六钛酸钾晶须混合时，如果使用高速混料机配料，六钛酸钾晶须会被打断，出现大量的没有偶联剂的断裂面并由原来的长条状变成粉状，无法和超高分子量聚乙烯完美结合。长条状的晶须在其中起到的支撑骨架作用也没了，直接影响制品质量。所以为了防止六钛酸钾晶须在配料过程中断裂，专门定制了一种低速搅拌机，最大程度的保护六钛酸钾晶须不断裂，从而保证制品质量。
（3）将改性超高分子量聚乙烯原料放入振动筛过筛；振动筛去除其中的大颗粒和杂质，并可以进一步分散前面两道工序中由于静电出现的团聚现象。如果没有经过振动过筛的工序，做出来的制品会出现色泽不均匀的现象。
（4）根据制品规定重量，改性超高分子量聚乙烯原料按放入模具中，并用液压机进行预压，放入烘箱；在290℃～310℃的烘箱加热并保温至改性超高分子量聚乙烯程熔融状态；
因六钛酸钾晶须本身具有较强的红外反射性能（>95%）和耐热保温性能，烘箱温度需在原有基础上提升10℃～20℃，加热保温时间也要比普通的高分子量聚乙烯多出15%～20%，当模具温度达到260℃～280℃后，控制模具温度并保温，具体的加热保温时间根据根据模具和制品的大小而定。
（5）加热保温好的模具放到压机上压制，单位压力值为6～8MPa/C㎡，持续加压至模具自然冷却至60℃以下，脱模得到制品。
本发明提供的用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法，主要的原料是超高分子量聚乙烯和六钛酸钾晶须。六钛酸钾晶须是一种亚纳米材料，其直径是纳米级的，约为4～8μm之间，长度是直径20倍以上的晶须含量需达全部六钛酸钾晶须的70%以上。
本发明提供的用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法，，由于配置粉料的工艺改进，解决了试验过程中小批量手工配料能生产出合格制品，按现有用高速混料机配料后压制出来的制品不合格的问题。新的配料工艺克服了六钛酸钾晶须在配料过程中大量断裂的问题，也是提高超高分子量聚乙烯物理性能的有效技术手段。在研究过程还发现六钛酸钾晶须本身具有较强的红外反射性能（>95%）和耐热保温性能。通过提高烘箱温度和延长加热保温时间也有效解决此问题。由此本发明解决了现有超高分子量聚乙烯技术瓶颈，此方法能使超高分子量聚乙烯制品的使用温度从80℃提高到100℃，耐磨性能提高15%，增加了超高分子量聚乙烯制品的应用范围。
背景技术
超高分子量聚乙烯是一种高分子化合物，是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，具有超强的耐腐蚀和耐磨损性能，化学性质稳定。公司以超高分子量聚乙烯制品为主要过流部件，生产了多系列的工程塑料离心泵，是一种耐化学腐蚀和耐磨性能优异的化工用泵，但是由于超高分子量聚乙烯的物理特性，产品的使用温度不能＞80℃，而且随着温度的升高，耐磨性能也会急剧下降。因此在此基础上必须想办法提高超高分子量聚乙烯的耐温和耐磨性能。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体实施方式。
实施例1
1、六钛酸钾晶须和偶联剂混合，其中偶联剂是用SG-Si900硅烷偶联剂和无水酒精配置成的0.5%的酒精溶液。和六钛酸钾晶须充分混合后，过滤机滤干净多余溶液，在90℃~110℃的温度下干燥1.5～2小时备用。
2、将前面准备好的混合偶联的六钛酸钾晶须和超高分子量聚乙烯按照质量份数8份、92份混合，搅拌机的转速为每分钟30～45转，搅拌时间为4～6分钟，使两种材料充分混合后，得到所需要的改性超高分子量聚乙烯原料。
3、将搅拌好的混合料放入振动筛去除其中的大颗粒和杂质，并可以进一步分散前面两道工序中由于静电出现的团聚现象。
4、根据制品规定重量，把配好的改性超高分子量聚乙烯原料按放入模具中，并用液压机进行预压，放入烘箱。在290℃～310℃的烘箱加热并保温至改性超高分子量聚乙烯程熔融状态。
5、加热保温好的模具放到压机上压制，单位压力值为6～8MPa/C㎡，持续加压至模具自然冷却至60℃以下，脱模得到制品。
实施例2
1、六钛酸钾晶须和偶联剂混合，其中偶联剂是用SG-Si900硅烷偶联剂和无水酒精配置成的1%的酒精溶液。和六钛酸钾晶须充分混合后，过滤机滤干净多余溶液，在90℃~110℃的温度下干燥1.5～2小时备用。
2、将前面准备好的混合偶联的六钛酸钾晶须和超高分子量聚乙烯按照质量份数12份、88份混合，搅拌机的转速为每分钟30～45转，搅拌时间为4～6分钟，使两种材料充分混合后，得到所需要的改性超高分子量聚乙烯原料。
3、将搅拌好的混合料放入振动筛去除其中的大颗粒和杂质，并可以进一步分散前面两道工序中由于静电出现的团聚现象。
4、根据制品规定重量，把配好的改性超高分子量聚乙烯原料按放入模具中，并用液压机进行预压，放入烘箱。在290℃～310℃的烘箱加热并保温至改性超高分子量聚乙烯程熔融状态。
5、加热保温好的模具放到压机上压制，单位压力值为6～8MPa/C㎡，持续加压至模具自然冷却至60℃以下，脱模得到制品。
实施例3
1、六钛酸钾晶须和偶联剂混合，其中偶联剂是用SG-Si900硅烷偶联剂和无水酒精配置成的1.5%的酒精溶液。和六钛酸钾晶须充分混合后，过滤机滤干净多余溶液，在90℃~110℃的温度下干燥1.5～2小时备用。
2、将前面准备好的混合偶联的六钛酸钾晶须和超高分子量聚乙烯按照质量份数10份、90份混合，搅拌机的转速为每分钟30～45转，搅拌时间为4～6分钟，使两种材料充分混合后，得到所需要的改性超高分子量聚乙烯原料。
3、将搅拌好的混合料放入振动筛去除其中的大颗粒和杂质，并可以进一步分散前面两道工序中由于静电出现的团聚现象。
4、根据制品规定重量，把配好的改性超高分子量聚乙烯原料按放入模具中，并用液压机进行预压，放入烘箱。在290℃～310℃的烘箱加热并保温至改性超高分子量聚乙烯程熔融状态。
5、加热保温好的模具放到压机上压制，单位压力值为6～8MPa/C㎡，持续加压至模具自然冷却至60℃以下，脱模得到制品。

Claims (2)

1.用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法，其特征在于，包括以下过程：
（1）六钛酸钾晶须和偶联剂溶液混合，所述的偶联剂为SG-Si900硅烷偶联剂和无水酒精配置成的质量浓度为0.5%～1.5%的酒精溶液；偶联剂溶液和六钛酸钾晶须充分混合后，过滤机滤干净多余溶液，在90℃~110℃的温度下干燥1.5～2小时备用；
（2）将步骤（1）制备的混合偶联的六钛酸钾晶须和超高分子量聚乙烯按照质量份数8～12份、88～92份混合，放进低速搅拌机进行混合，充分混合后，得到所需要的改性超高分子量聚乙烯原料；
（3）将改性超高分子量聚乙烯原料放入振动筛过筛；
（4）根据制品规定重量，改性超高分子量聚乙烯原料按放入模具中，并用液压机进行预压，放入烘箱；在290℃～310℃的烘箱加热并保温至改性超高分子量聚乙烯程熔融状态；
（5）加热保温好的模具放到压机上压制，单位压力值为6～8MPa/C㎡，持续加压至模具自然冷却至60℃以下，脱模得到制品。
2.根据权利要求1所述的用于离心泵的改性超高分子量聚乙烯的制造方法，其特征在于，步骤（2）中所述的低速搅拌机的转速为每分钟30～45转，搅拌时间为4～6分钟。
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