CN108129726A - 一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板及其制备方法，由分子量为500‑900万的超高分子量聚乙烯、耐磨添加剂、减磨添加剂、增强纤维丝和抗氧剂1010制成，其中，所述耐磨添加剂由丁腈橡胶粉、邻苯二甲酸二辛酯、氧化铝、丁二酸和KH580混合而成，所述减磨添加剂为改性氮化硼、聚四氟乙烯粉末、铝酸酯偶联剂和液体古马隆混合而成，所述增强纤维丝为碳纤维、聚氨酯纤维丝和聚酰胺纤维混杂而成。本发明以超高分子聚乙烯为基体，在其中加入耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维，从而大幅度提高了其强度，使其耐冲刷性和耐磨性得到了很大程度的提高，延长了其作为氧化铝磨矿作业衬板的使用寿命。

Description

一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板及其制备方法

技术领域

本发明涉及到选矿领域用到的旋流器，具体的说是一种旋流器用耐冲刷橡胶内衬及其制备方法。

背景技术

我国的铝土矿以一水硬铝石为主，一水软铝石和三水铝石的铝土矿为少，因此氧化铝磨矿作业的主要对象是一水硬铝石（莫氏硬度为6.5-7）。目前国内氧化铝磨矿大多采用二段湿法溢流粉磨作业，一段为棒磨，二段为球磨，不管是棒磨还是球磨，均需要用到磨机衬板。

由于高锰钢具有很高的冲击韧性，在较强冲击下具有较好的加工硬化能力，同时具有良好的抗腐蚀性等优点，国内大多氧化铝磨矿仍普遍采用高锰钢衬板。在氧化铝磨矿作业过程中，磨机衬板基本受到三个力的作用：第一为研磨体和矿石的冲击力，第二为相对衬板的滑动摩擦力，第三为研磨体和矿石相对衬板的流动摩擦力，在其中造成磨机衬板破坏的最主要因素是冲击力，具体地说就是研磨体和矿石的冲击力。在研磨体和铝土矿石的冲击切削作用下，高锰钢衬板使用寿命很短，一般有效工作时间为5-8个月，消耗了大量金属材料，增加了生产成本。

为了有效地保护高锰钢衬板，一般采用在衬板内壁设置耐磨橡胶做成的衬板，这样矿浆的冲击力是作用在耐磨橡胶衬板上的，从而起到了保护高锰钢衬板的目的。但是由于现有的耐磨橡胶的耐冲刷性和强度都不太高，不能满足在矿浆的高温、高流速、高碱性环境的特殊要求，导致其磨损很快，需要经常停机更换橡胶衬板，降低了生产的效率。

发明内容

为了解决现有技术中橡胶耐磨衬板由于耐冲刷性能和强度不足导致其用在氧化铝磨矿作业衬板时使用寿命短的问题，本发明提供了一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板及其制备方法，该耐磨衬板以超高分子聚乙烯为基体，在其中加入耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维，从而大幅度提高了其强度，使其耐冲刷性和耐磨性得到了很大程度的提高，延长了其作为氧化铝磨矿作业衬板的使用寿命。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，按照重量比，由100-120份分子量为500-900万的超高分子量聚乙烯、14-16份的耐磨添加剂、10-12份的减磨添加剂、6-8份的增强纤维丝和2-3份的抗氧剂1010制成，其中，所述耐磨添加剂由丁腈橡胶粉、邻苯二甲酸二辛酯、氧化铝、丁二酸和KH580以16-20：0.8-1.2:2-3:4-6:1-2的重量比混合而成，所述减磨添加剂为改性氮化硼、聚四氟乙烯粉末、铝酸酯偶联剂和液体古马隆以5-6:2-4:8-10:2-3的重量比混合而成，所述增强纤维丝为碳纤维、聚氨酯纤维丝和聚酰胺纤维以5-6:2-3:1-2的重量比混杂而成。

作为本发明的一种优选方案，所述改性氮化硼的制备方法为：将3-5份氮化硼粉末添加到20-24份十二烷基苯磺酸钠和10-13份月桂酸的混合液中，超声分散22-26min得到溶液 A，超声功率为450-550W、超声频率25-28kHZ；将溶液A移入微波处理设备进行两次微波处理后得到溶液B，第一次以550-600W的功率辐射7-10min，而后静置5min进行第二次辐射，第二次以70-90W的功率辐射1-4min；将溶液B过滤、在50-60℃条件下烘干、粉碎，得到改性氮化硼。

作为本发明的另一种优选方案，所述耐磨衬板的制备原料中还包括8-10份的增强填料，该增强填料由纳米氧化铝粉和改性石墨烯以1:2-4的重量比混合而成，所述改性石墨烯的制备方法为：按重量份数将盛有110-120份浓度为 96-98wt％浓硫酸的反应容器置于温度为0-2℃的水浴装置中，以12-15rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸25-30min，搅拌过程中加入10-13份颗粒度为90-95％的石墨粉和5-9份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为20-25微米的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入28-32份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至35-38℃后搅拌25-28min，接着加入480-500份去离子水，将水浴装置的温度升至96-98℃后搅拌17-20min，继续加入16-20份浓度为30-34wt％的双氧水溶液和0.08-0.12份浓度为37-39wt％的盐酸溶液，得到反应液A；将反应液A的pH 降至6.9-7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将2.2-2.5份氧化石墨烯置于850-880 份去离子水中，超声分散1.2-1.5h得到1.3-1.6mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为22-26KHz，超声分散的功率为980-1100W；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8000-8200rpm的转速下离心4-8min得到溶液B；将180-200 份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以90-110rpm的搅拌速度搅拌35-40min，再加入 0.1-0.13份浓度为76-80wt％的水合肼溶液后，置于80-84℃油浴中反应 11-14h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.2-0.24微米孔径的尼龙材质抽滤膜在65-68MPa的压力下进行真空抽滤23-27min得到改性石墨烯。

作为本发明上一种优选方案的进一步优选，所述增强填料中的纳米氧化铝粉在使用前预先经过以下处理：将市售的纳米氧化铝粉与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。

作为本发明的再一种优选方案，所述减磨添加剂中还含有聚四氟乙烯粉末重量30-40%的环氧大豆油。

上述超高分子量聚乙烯耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述的比例分别称取各组分原料，而后配制耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维丝；

2）将减磨添加剂和增强纤维丝以1000～1400rpm的转速充分混合后静置20-30min，再将耐磨添加剂和抗氧剂1010依次加入到其中后再次以1000～1400rpm的转速充分混合均匀，备用；

3）将超高分子量聚乙烯与步骤2）最终得到的混合物以1000～1400rpm的转速充分混合均匀后装入到模具中进行压制成型，压制时，先将其加热到230-240℃使其熔融，而后施加12-14MPa的压力并保持35-45min，自然冷却开模后即得到产品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明以超高分子聚乙烯为基体，在其中加入耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维，从而大幅度提高了其强度，使其耐冲刷性和耐磨性得到了很大程度的提高，延长了其作为氧化铝磨矿作业衬板的使用寿命，其原理如下：

首先，超高分子聚乙烯本身就具有很好的耐磨性和耐冲击性能，本发明以其作为基体，在其中加入碳纤维、聚氨酯纤维丝和聚酰胺纤维作为增强骨架纤维，进一步提高了其耐磨性和耐冲击性能；

其次，在其中添加由丁腈橡胶粉、邻苯二甲酸二辛酯、氧化铝、丁二酸和KH580制成的耐磨添加剂，丁腈橡胶粉在邻苯二甲酸二辛脂的作用下能够改变其表面形貌，使其断裂韧性提高；同时，丁二酸的加入，改变了氧化铝和丁腈橡胶粉的表面荷电性，使其更加容易与聚乙烯基体相结合，同时也使两者在KH580的作用下，表面的粘附性以及结合力增大，从而更加容易与增强纤维结合，并增强纤维间的结合强度，进而增强了最终材料的耐磨耐冲击性能、抗断裂剪切性能和整体强度；

再次，在其中添加由改性氮化硼、聚四氟乙烯粉末、铝酸酯偶联剂和液体古马隆制成的减磨添加剂，其中的氮化硼本身作为固体润滑剂使用，而且具有很高的强度，在加入到聚乙烯中时，能够提高聚乙烯的强度和耐磨性；而氮化硼经过了改性处理，在改性时，当表面活性剂与氮化硼表面接触时，由于表面活性剂十二烷基苯磺酸钠是由亲水的极性和憎水的非极性基团两部分构成，且氮化硼表面含有大量极性基团，在微波的作用下，表面活性剂更加容易被吸附在氮化硼表面，而非极性基团则自由展露在氮化硼外侧，从而得到改性氮化硼，改性氮化硼与聚乙烯具有良好的相容性，而且氮化硼的极性基团被非极性基团所取代后，其表面活性能大大降低，使改性氮化硼能够稳定的分布在聚乙烯基体所构成的“网状结构”中，因而在受到外界冲击作用力时，能有效地将载荷转移到高机械强度的改性氮化硼上，从而大大提高了本发明的强度和耐冲击性能；

最后，铝酸酯偶联剂和液体古马隆的加入，增加了各原料的相容性，使上述添加的原料均匀分布在聚乙烯分子和增强纤维构成的“网状结构”中，大大提高了聚乙烯基体的耐磨耐冲刷性能和抗剪切强度；

2）为了进一步提高聚乙烯的性能，在本发明中加入由纳米氧化铝粉和改性石墨烯混合形成的增强填料，其中的纳米氧化铝本身具有很高的强度，在其加入到聚乙烯基体中时，能够提高基体的耐磨和耐冲击性能；而在其进行改性预处理后，改性纳米氧化铝粉的摩擦系数、结晶成核能力和吸附能力均大大降低，使其更容易与聚乙烯基体进行共混，而且在基体中分散更加均匀，提高了聚乙烯基体的整体强度和耐磨性；

而改性石墨烯是氧化石墨烯经由脱氧胆酸钠改性生成的，具有极好的稳定性和机械强度，而脱氧胆酸钠的改性，能够增加改性石墨烯与聚乙烯分子的物理交联点，也使改性石墨烯稳定、均匀地分散在聚乙烯分子之间，因而在受到外界冲击作用力时，聚乙烯分子能有效地将载荷转移到高机械强度的改性石墨烯上，从而大大提高了聚乙烯基体的耐磨和耐冲刷性能；

3）本发明中的减磨添加剂中还可以加入环氧大豆油，其作用是与铝酸酯偶联剂和液体古马隆配合，进一步增加各原料的相容性，使上述添加的原料均匀分布在聚乙烯分子和增强纤维构成的“网状结构”中，从而提高聚乙烯材料的整体性能。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，按照重量比，由100份分子量为500-900万的超高分子量聚乙烯、14份的耐磨添加剂、10份的减磨添加剂、6份的增强纤维丝和2份的抗氧剂1010制成，其中，所述耐磨添加剂由丁腈橡胶粉、邻苯二甲酸二辛酯、氧化铝、丁二酸和KH580以16：0.8:2:4:1的重量比混合而成，所述减磨添加剂为改性氮化硼、聚四氟乙烯粉末、铝酸酯偶联剂和液体古马隆以5:2:8:2的重量比混合而成，所述增强纤维丝为碳纤维、聚氨酯纤维丝和聚酰胺纤维以5:2:1的重量比混杂而成。

上述超高分子量聚乙烯耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述的比例分别称取各组分原料，而后配制耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维丝；

2）将减磨添加剂和增强纤维丝以1000rpm的转速充分混合后静置20min，再将耐磨添加剂和抗氧剂1010依次加入到其中后再次以1000rpm的转速充分混合均匀，备用；

3）将超高分子量聚乙烯与步骤2）最终得到的混合物以1000rpm的转速充分混合均匀后装入到模具中进行压制成型，压制时，先将其加热到230℃使其熔融，而后施加12MPa的压力并保持35min，自然冷却开模后即得到产品。

以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：

如，所述改性氮化硼的制备方法为：将3份氮化硼粉末添加到20份十二烷基苯磺酸钠和10份月桂酸的混合液中，超声分散22min得到溶液 A，超声功率为450W、超声频率25kHZ；将溶液A移入微波处理设备进行两次微波处理后得到溶液B，第一次以550W的功率辐射7min，而后静置5min进行第二次辐射，第二次以70W的功率辐射1min；将溶液B过滤、在50℃条件下烘干、粉碎，得到改性氮化硼；

又如，所述耐磨衬板的制备原料中还包括8份的增强填料，该增强填料由纳米氧化铝粉和改性石墨烯以1:2的重量比混合而成，所述改性石墨烯的制备方法为：按重量份数将盛有110份浓度为 96wt％浓硫酸的反应容器置于温度为0℃的水浴装置中，以12rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸25min，搅拌过程中加入10份颗粒度为90％的石墨粉和5份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为20微米的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入28份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至35℃后搅拌25min，接着加入480份去离子水，将水浴装置的温度升至96℃后搅拌17min，继续加入16份浓度为30wt％的双氧水溶液和0.08份浓度为37wt％的盐酸溶液，得到反应液A；将反应液A的pH 降至6.9后，干燥得到氧化石墨烯；将2.2份氧化石墨烯置于850份去离子水中，超声分散1.2h得到1.3mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为22KHz，超声分散的功率为980W；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8000rpm的转速下离心4min得到溶液B；将180份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以90rpm的搅拌速度搅拌35min，再加入 0.1份浓度为76wt％的水合肼溶液后，置于80℃油浴中反应 11h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.2微米孔径的尼龙材质抽滤膜在65MPa的压力下进行真空抽滤23min得到改性石墨烯；

进一步的，所述增强填料中的纳米氧化铝粉在使用前预先经过以下处理：将市售的纳米氧化铝粉与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成；

最后，所述减磨添加剂中还含有聚四氟乙烯粉末重量30%的环氧大豆油。

实施例2

一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，按照重量比，由120份分子量为500-900万的超高分子量聚乙烯、16份的耐磨添加剂、12份的减磨添加剂、8份的增强纤维丝和3份的抗氧剂1010制成，其中，所述耐磨添加剂由丁腈橡胶粉、邻苯二甲酸二辛酯、氧化铝、丁二酸和KH580以20：1.2:3:6:2的重量比混合而成，所述减磨添加剂为改性氮化硼、聚四氟乙烯粉末、铝酸酯偶联剂和液体古马隆以6:4:10:3的重量比混合而成，所述增强纤维丝为碳纤维、聚氨酯纤维丝和聚酰胺纤维以6:3:2的重量比混杂而成。

上述超高分子量聚乙烯耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述的比例分别称取各组分原料，而后配制耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维丝；

2）将减磨添加剂和增强纤维丝以1400rpm的转速充分混合后静置30min，再将耐磨添加剂和抗氧剂1010依次加入到其中后再次以1400rpm的转速充分混合均匀，备用；

3）将超高分子量聚乙烯与步骤2）最终得到的混合物以1400rpm的转速充分混合均匀后装入到模具中进行压制成型，压制时，先将其加热到240℃使其熔融，而后施加14MPa的压力并保持45min，自然冷却开模后即得到产品。

以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：

如，所述改性氮化硼的制备方法为：将5份氮化硼粉末添加到24份十二烷基苯磺酸钠和13份月桂酸的混合液中，超声分散26min得到溶液 A，超声功率为550W、超声频率28kHZ；将溶液A移入微波处理设备进行两次微波处理后得到溶液B，第一次以600W的功率辐射10min，而后静置5min进行第二次辐射，第二次以90W的功率辐射4min；将溶液B过滤、在60℃条件下烘干、粉碎，得到改性氮化硼；

又如，所述耐磨衬板的制备原料中还包括10份的增强填料，该增强填料由纳米氧化铝粉和改性石墨烯以1:4的重量比混合而成，所述改性石墨烯的制备方法为：按重量份数将盛有120份浓度为 98wt％浓硫酸的反应容器置于温度为2℃的水浴装置中，以15rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸30min，搅拌过程中加入13份颗粒度为95％的石墨粉和9份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为25微米的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入32份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至38℃后搅拌28min，接着加入500份去离子水，将水浴装置的温度升至98℃后搅拌20min，继续加入20份浓度为34wt％的双氧水溶液和0.12份浓度为39wt％的盐酸溶液，得到反应液A；将反应液A的pH 降至7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将2.5份氧化石墨烯置于880 份去离子水中，超声分散1.5h得到1.6mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为26KHz，超声分散的功率为1100W；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8200rpm的转速下离心8min得到溶液B；将200 份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以110rpm的搅拌速度搅拌40min，再加入0.13份浓度为80wt％的水合肼溶液后，置于84℃油浴中反应 14h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.24微米孔径的尼龙材质抽滤膜在68MPa的压力下进行真空抽滤27min得到改性石墨烯；

进一步的，所述增强填料中的纳米氧化铝粉在使用前预先经过以下处理：将市售的纳米氧化铝粉与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成；

最后，所述减磨添加剂中还含有聚四氟乙烯粉末重量40%的环氧大豆油。

实施例3

一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，按照重量比，由110份分子量为500-900万的超高分子量聚乙烯、15份的耐磨添加剂、11份的减磨添加剂、7份的增强纤维丝和2.5份的抗氧剂1010制成，其中，所述耐磨添加剂由丁腈橡胶粉、邻苯二甲酸二辛酯、氧化铝、丁二酸和KH580以18：1:2.5:5:1.5的重量比混合而成，所述减磨添加剂为改性氮化硼、聚四氟乙烯粉末、铝酸酯偶联剂和液体古马隆以5.5:3:9:2.5的重量比混合而成，所述增强纤维丝为碳纤维、聚氨酯纤维丝和聚酰胺纤维以5.5:2.5:1.5的重量比混杂而成。

上述超高分子量聚乙烯耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述的比例分别称取各组分原料，而后配制耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维丝；

2）将减磨添加剂和增强纤维丝以1200rpm的转速充分混合后静置25min，再将耐磨添加剂和抗氧剂1010依次加入到其中后再次以1200rpm的转速充分混合均匀，备用；

3）将超高分子量聚乙烯与步骤2）最终得到的混合物以1200rpm的转速充分混合均匀后装入到模具中进行压制成型，压制时，先将其加热到235℃使其熔融，而后施加13MPa的压力并保持40min，自然冷却开模后即得到产品。

以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：

如，所述改性氮化硼的制备方法为：将4份氮化硼粉末添加到22份十二烷基苯磺酸钠和11.5份月桂酸的混合液中，超声分散24min得到溶液 A，超声功率为500W、超声频率27kHZ；将溶液A移入微波处理设备进行两次微波处理后得到溶液B，第一次以575W的功率辐射9min，而后静置5min进行第二次辐射，第二次以80W的功率辐射3min；将溶液B过滤、在55℃条件下烘干、粉碎，得到改性氮化硼；

又如，所述耐磨衬板的制备原料中还包括9份的增强填料，该增强填料由纳米氧化铝粉和改性石墨烯以1:3的重量比混合而成，所述改性石墨烯的制备方法为：按重量份数将盛有115份浓度为 97wt％浓硫酸的反应容器置于温度为1℃的水浴装置中，以14rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸28min，搅拌过程中加入12份颗粒度为92.5％的石墨粉和7份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为23微米的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入30份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至37℃后搅拌27min，接着加入490份去离子水，将水浴装置的温度升至97℃后搅拌19min，继续加入18份浓度为32wt％的双氧水溶液和0.1份浓度为38wt％的盐酸溶液，得到反应液A；将反应液A的pH 降至6.95后，干燥得到氧化石墨烯；将2.4份氧化石墨烯置于865 份去离子水中，超声分散1.4h得到1.5mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为24KHz，超声分散的功率为1050W；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8100rpm的转速下离心6min得到溶液B；将190 份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以100rpm的搅拌速度搅拌38min，再加入 0.12份浓度为78wt％的水合肼溶液后，置于82℃油浴中反应 13h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.22微米孔径的尼龙材质抽滤膜在67MPa的压力下进行真空抽滤25min得到改性石墨烯；

进一步的，所述增强填料中的纳米氧化铝粉在使用前预先经过以下处理：将市售的纳米氧化铝粉与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成；

最后，所述减磨添加剂中还含有聚四氟乙烯粉末重量35%的环氧大豆油。

对比实验

为了验证本发明与现有技术相比在使用寿命方面的优越性，特作以下对比实验：

实验条件：采用循环加压泵将矿浆加压，并使其以一定的速度冲击各样品，从而模拟矿浆对衬板的冲击；矿浆参数为，流速60m/s，矿浆浓度为65%，矿浆碱浓度为240g/L（含氧化钠），矿浆温度为100℃，所用矿石中氧化铝的品位为62.7%，铝硅比（A/S）为7.8，矿石硬度为莫氏硬度f8.3；

实验方法：通过定期观察各样品的磨损情况来评价各样品的耐磨耐冲击性能：

所制备的样品尺寸均为10cm*10cm，厚度为1cm，样品类型如下：

样品1：在一钢板上覆盖一层厚度为1cm的超高分子聚乙烯作为内衬形成样品1；

样品2：在一钢板上覆盖一层厚度为1cm的本申请的超高分子聚乙烯作为内衬形成样品2，本申请的超高分子聚乙烯的组分和制备方法如实施例2所示；

样品3：与样品2大致相同，区别在于，加入的耐磨添加剂中不含邻苯二甲酸二辛酯、丁二酸和KH580；

样品4：与样品2大致相同，区别在于，其中未加入耐磨添加剂；

样品5：与样品2大致相同，区别在于，其中未加入减磨添加剂；

样品6：与样品5大致相同，区别在于，加入的减磨添加剂中不含铝酸酯偶联剂和液体古马隆；

样品7：与样品2大致相同，区别在于，其中加入了由纳米氧化铝粉和改性石墨烯制成的增强填料，增强填料的制备方法如实施例2所示；

样品8：与样品7大致相同，区别在于，纳米氧化铝粉先经过了改性预处理，改性预处理的方法如实施例2所示；

样品9：与样品7大致相同，区别在于，增强填料仅仅只有纳米氧化铝粉；

样品10：与样品2大致相同，区别在于，减磨添加剂中额外加入聚四氟乙烯粉末重量40%的环氧大豆油。

实验结果：样品1的超高分子聚乙烯内衬在24min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，39min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；

样品2的超高分子聚乙烯内衬在70min左右其表面出现划伤冲击痕迹，105min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑，与样品1相比，本发明的超高分子聚乙烯具有更加优良的耐磨和耐冲刷性能；

样品3在57min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，82min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；将其与样品2比较，即可得出，由于缺少邻苯二甲酸二辛酯、丁二酸和KH580，导致耐磨添加剂的加入效果并不理想；

样品4在45min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，68min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；其与样品2作比对，即可看出，由于未添加耐磨添加剂，所以导致其耐磨和耐冲刷性能相比较于样品2来说较差，但相对于样品1来说，其耐磨和耐冲刷性能已经有很大的提升；

样品5在42min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，60min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；其与样品2作比对，即可看出，由于未添加减磨添加剂，所以导致其耐磨和耐冲刷性能相比较于样品2来说有很大程度的降低；

样品6在37min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，49min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；其与样品5作比对，即可看出，由于减磨添加剂中缺少了铝酸酯偶联剂和液体古马隆，所以导致其耐磨性和耐冲击性能有一定程度的降低；

样品7在87min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，125min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；其与样品2作比对，即可看出，由于添加了纳米氧化铝粉和改性石墨烯制成的增强填料，所以其耐磨和耐冲刷性能已经有很大的提升；

样品8在95min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，138min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；其与样品7作比对，即可看出，由于对纳米氧化铝进行了改性预处理，所以其耐磨性和耐冲击性能相比较样品7有了小幅度的提升；

样品9在80min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，109min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；其与样品7作比对，即可看出，由于缺少了改性石墨烯作为增强填料，所以其耐磨性和耐冲击性能相比较样品7有了小幅度的降低；

样品10在73min左右其表面即出现划伤冲击痕迹，107min左右即在冲击区出现明显的细小的凹坑；其与样品2作比对，即可看出，由于在减磨添加剂中额外添加了环氧大豆油，所以其耐磨和耐冲刷性能相比较于样品2有了微小幅度的提升。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，其特征在于：按照重量比，由100-120份分子量为500-900万的超高分子量聚乙烯、14-16份的耐磨添加剂、10-12份的减磨添加剂、6-8份的增强纤维丝和2-3份的抗氧剂1010制成，其中，所述耐磨添加剂由丁腈橡胶粉、邻苯二甲酸二辛酯、氧化铝、丁二酸和KH580以16-20：0.8-1.2:2-3:4-6:1-2的重量比混合而成，所述减磨添加剂为改性氮化硼、聚四氟乙烯粉末、铝酸酯偶联剂和液体古马隆以5-6:2-4:8-10:2-3的重量比混合而成，所述增强纤维丝为碳纤维、聚氨酯纤维丝和聚酰胺纤维以5-6:2-3:1-2的重量比混杂而成。

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，其特征在于，所述改性氮化硼的制备方法为：将3-5份氮化硼粉末添加到20-24份十二烷基苯磺酸钠和10-13份月桂酸的混合液中，超声分散22-26min得到溶液 A，超声功率为450-550W、超声频率25-28kHZ；将溶液A移入微波处理设备进行两次微波处理后得到溶液B，第一次以550-600W的功率辐射7-10min，而后静置5min进行第二次辐射，第二次以70-90W的功率辐射1-4min；将溶液B过滤、在50-60℃条件下烘干、粉碎，得到改性氮化硼。

3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，其特征在于，所述耐磨衬板的制备原料中还包括8-10份的增强填料，该增强填料由纳米氧化铝粉和改性石墨烯以1:2-4的重量比混合而成，所述改性石墨烯的制备方法为：按重量份数将盛有110-120份浓度为96-98wt％浓硫酸的反应容器置于温度为0-2℃的水浴装置中，以12-15rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸25-30min，搅拌过程中加入10-13份颗粒度为90-95％的石墨粉和5-9份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为20-25微米的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入28-32份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至35-38℃后搅拌25-28min，接着加入480-500份去离子水，将水浴装置的温度升至96-98℃后搅拌17-20min，继续加入16-20份浓度为30-34wt％的双氧水溶液和0.08-0.12份浓度为37-39wt％的盐酸溶液，得到反应液A；将反应液A的pH 降至6.9-7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将2.2-2.5份氧化石墨烯置于850-880 份去离子水中，超声分散1.2-1.5h得到1.3-1.6mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为22-26KHz，超声分散的功率为980-1100W；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8000-8200rpm的转速下离心4-8min得到溶液B；将180-200 份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以90-110rpm的搅拌速度搅拌35-40min，再加入 0.1-0.13份浓度为76-80wt％的水合肼溶液后，置于80-84℃油浴中反应11-14h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.2-0.24微米孔径的尼龙材质抽滤膜在65-68MPa的压力下进行真空抽滤23-27min得到改性石墨烯。

4.根据权利要求3所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，其特征在于，所述增强填料中的纳米氧化铝粉在使用前预先经过以下处理：将市售的纳米氧化铝粉与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。

5.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板，其特征在于，所述减磨添加剂中还含有聚四氟乙烯粉末重量30-40%的环氧大豆油。

6.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按照权利要求1的比例分别称取各组分原料，而后配制耐磨添加剂、减磨添加剂和增强纤维丝；

2）将减磨添加剂和增强纤维丝以1000～1400rpm的转速充分混合后静置20-30min，再将耐磨添加剂和抗氧剂1010依次加入到其中后再次以1000～1400rpm的转速充分混合均匀，备用；

3）将超高分子量聚乙烯与步骤2）最终得到的混合物以1000～1400rpm的转速充分混合均匀后装入到模具中进行压制成型，压制时，先将其加热到230-240℃使其熔融，而后施加12-14MPa的压力并保持35-45min，自然冷却开模后即得到产品。