CN107641237A - 一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料及其制备方法 - Google Patents

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方庆忠
叶院林
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Abstract

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，属于高分子材料领域，所述复合材料由100‑120份超高分子量聚乙烯、6‑13份高岭土、0.3‑1.5份硅烷偶联剂组成。本发明在超高分子量聚乙烯中添加高岭土和硅烷偶联剂，制备的复合材料具有优异的综合性能,加工成型尺寸稳定性好,耐磨耗性好,温度使用范围广,可用作受力部件和轴承、齿轮等精密度要求高的机械部件。

Description

一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯是应用最广泛也是产量最大的合成树脂之一，主要应用于工农业生产及人类生活的各个方面。聚乙烯种类繁多，按照分子量的不同可以分为：低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯是一种分子量在150万以上的、线性结构的、具有优异的耐摩擦性、耐冲击性、自润滑性、耐化学药品性、耐低温、卫生无毒、拉伸强度高等性能的热塑性工程塑料。
在以超高分子量聚乙烯为基体制备复合材料时，一般是通过将超高分子量聚乙烯、填料和加工助剂混合，经过热压成型形成复合材料。目前，市场上的超高分子量聚乙烯复合材料存在硬度、摩擦磨损性不佳或者常因高温变形而失效等问题。因此，如何改善超高分子量聚乙烯复合材料的综合性能是研究的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种尺寸稳定性、热变形温度和硬度较高的超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料及其制备方法。
为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，所述复合材料由100-120份超高分子量聚乙烯、6-13份高岭土、0.3-1.5份硅烷偶联剂组成。
优选地，所述复合材料由100-110份超高分子量聚乙烯、6-10份高岭土、0.3-1.2份硅烷偶联剂组成。
优选地，所述复合材料由100份超高分子量聚乙烯、6份高岭土、0.5份硅烷偶联剂组成。
优选地，超高分子量聚乙烯的相对分子量为250万-300万。
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取100-120份超高分子量聚乙烯、6-13份高岭土、0.3-1.5份硅烷偶联剂；
(2)将高岭土置于650-850℃的温度下焙烧0.5-1.5h进行活化，冷却至室温后研磨过筛；
(3)将超高分子量聚乙烯、活化后的高岭土和硅烷偶联剂混合均匀后装入模具中；
(4)对模具进行预压，使模具内的混合原料分布更均匀；
(5)将模具逐渐加热到200-220℃，保持模内压力为15-20Mpa,保温15-30min；
(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。
优选地，步骤(5)中模具逐渐加热到200℃，保持模内压力为15Mpa,保温30min。
本发明的有益效果：
本发明在超高分子量聚乙烯中添加高岭土和硅烷偶联剂，制备的复合材料具有优异的综合性能,加工成型尺寸稳定性好,耐磨耗性好,温度使用范围广,可用作受力部件和轴承、齿轮等精密度要求高的机械部件。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，所述复合材料由100份超高分子量聚乙烯、6份高岭土、0.3份硅烷偶联剂组成。其中超高分子量聚乙烯的相对分子量为250万-300万。
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取100份超高分子量聚乙烯、6份高岭土、0.3份硅烷偶联剂；
(2)将高岭土置于650℃的温度下焙烧1.5h进行活化，冷却至室温后研磨过筛；
(3)将超高分子量聚乙烯、活化后的高岭土和硅烷偶联剂混合均匀后装入模具中；
(4)对模具进行预压，使模具内的混合原料分布更均匀；
(5)将模具逐渐加热到200℃，保持模内压力为15Mpa,保温30min；
(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。
实施例2
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，所述复合材料由120份超高分子量聚乙烯、13份高岭土、1.5份硅烷偶联剂组成。其中超高分子量聚乙烯的相对分子量为250万-300万。
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取120份超高分子量聚乙烯、13份高岭土、1.5份硅烷偶联剂；
(2)将高岭土置于850℃的温度下焙烧0.5h进行活化，冷却至室温后研磨过筛；
(3)将超高分子量聚乙烯、活化后的高岭土和硅烷偶联剂混合均匀后装入模具中；
(4)对模具进行预压，使模具内的混合原料分布更均匀；
(5)将模具逐渐加热到220℃，保持模内压力为20Mpa,保温30min；
(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。
实施例3
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，所述复合材料由100份超高分子量聚乙烯、6份高岭土、0.5份硅烷偶联剂组成。其中超高分子量聚乙烯的相对分子量为250万-300万。
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取100份超高分子量聚乙烯、6份高岭土和0.5份硅烷偶联剂；
(2)将高岭土置于700℃的温度下焙烧1h进行活化，冷却至室温后研磨过筛；
(3)将超高分子量聚乙烯、活化后的高岭土和硅烷偶联剂混合均匀后装入模具中；
(4)对模具进行预压，使模具内的混合原料分布更均匀；
(5)将模具逐渐加热到200℃，保持模内压力为15Mpa,保温30min；
(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。
实施例4
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，所述复合材料由110份超高分子量聚乙烯、10份高岭土、1.2份硅烷偶联剂组成。其中超高分子量聚乙烯的相对分子量为250万-300万。
一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取110份超高分子量聚乙烯、10份高岭土、1.2份硅烷偶联剂；
(2)将高岭土置于750℃的温度下焙烧1h进行活化，冷却至室温后研磨过筛；
(3)将超高分子量聚乙烯、活化后的高岭土和硅烷偶联剂混合均匀后装入模具中；
(4)对模具进行预压，使模具内的混合原料分布更均匀；
(5)将模具逐渐加热到210℃，保持模内压力为18Mpa,保温25min；
(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，其特征在于，所述复合材料由100-120份超高分子量聚乙烯、6-13份高岭土、0.3-1.5份硅烷偶联剂组成。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，其特征在于，所述复合材料由100-110份超高分子量聚乙烯、6-10份高岭土、0.3-1.2份硅烷偶联剂组成。
3.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，其特征在于，所述复合材料由100份超高分子量聚乙烯、6份高岭土、0.5份硅烷偶联剂组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料，其特征在于，超高分子量聚乙烯的相对分子量为250万-300万。
5.一种超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取100-120份超高分子量聚乙烯、6-13份高岭土、0.3-1.5份硅烷偶联剂；
(2)将高岭土置于650-850℃的温度下焙烧0.5-1.5h进行活化，冷却至室温后研磨过筛；
(3)将超高分子量聚乙烯、活化后的高岭土和硅烷偶联剂混合均匀后装入模具中；
(4)对模具进行预压，使模具内的混合原料分布更均匀；
(5)将模具逐渐加热到200-220℃，保持模内压力为15-20Mpa,保温15-30min；
(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。
6.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯/高岭土复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中模具逐渐加热到200℃，保持模内压力为15Mpa,保温30min。
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