CN109135003A - 陶瓷聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

木发明涉及一种陶瓷聚乙烯复合材料及其制备方法，属于高分子材料领域。解决了现有技术中聚乙烯热变形温度低和抗磨粒磨损性差的技术问题。本发明的陶瓷聚乙烯复合材料，由30‑50重量份低密度聚乙烯、20‑40重量份高密度聚乙烯、5‑15重量份马来酸醉接枝聚乙烯、1‑2重量份膨胀石墨、10‑15重量份陶瓷颗粒、2‑3重量份抗氧剂、4‑4.5重量份短切碳纤维和0‑15重量份阻燃剂组成。该陶瓷聚乙烯复合材料的热性能和耐磨损性优异，经实验检测，热变形温度在108℃以上，磨损率小于1.0×10‑9g/N·m。

Description

陶瓷聚乙烯复合材料及其制备方法
技术领域
木发明属于高分子材料领域，具体涉及一种陶瓷聚乙烯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，在工业、农业、医疗、建筑、化工和国防等领域应用广泛，但其表面硬度低、热变形温度低、抗磨粒磨损和抗疲劳磨损性能差。
发明内容
有鉴于此，为解决现有技术中聚乙烯热变形温度低和抗磨粒磨损性差的技术问题，本发明提供一种陶瓷聚乙烯复合材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
陶瓷聚乙烯复合材料，组成及重量份为：
优选的是，所述低密度聚乙烯的聚合度为150-250，结晶度75-90％。
优选的是，所述高聚合度聚乙烯的聚合度为1500-2000，结晶度65-75％。
优选的是，所述马来酸配接枝聚乙烯的接枝率为0.5-1.5％。
优选的是，所述陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种。
优选的是，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂730、抗氧剂1076、抗氧剂1680中的一种或多种。
优选的是，所述陶瓷颗粒粒径为0.01-0.5μm。
优选的是，所述膨胀石墨的粒径为200-300目。
优选的是，所述短切碳纤维的热导率在70w/(mk)以上。
优选的是，所述无卤阻燃剂。
上述陶瓷聚乙烯复合材料的制备方法，步骤如下：
按照组成及重量份称取各组分，搅拌混合均匀后，加入挤出机挤出、牵引和造粒，得到所述陶瓷聚乙烯复合材料。
优选的是，搅拌转速为20000-30000r/min，挤出温度为180-260℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的陶瓷聚乙烯复合材料的导热性和耐磨损性优异，经实验检测，热变形温度在108℃以上，磨损率小于1.0×10-9g/N·m。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明的陶瓷聚乙烯复合材料，由30-50重量份低密度聚乙烯、20-40重量份高密度聚乙烯、5-15重量份马来酸醉接枝聚乙烯、1-2重量份膨胀石墨、10-15重量份陶瓷颗粒、2-3重量份抗氧剂、4-4.5重量份短切碳纤维和0-15重量份阻燃剂组成。
本发明中，低密度聚乙烯的聚合度为150-250，结晶度75-90％。
本发明中，高聚合度聚乙烯的聚合度为1500-2000，结晶度65-75％。
本发明中，马来酸配接枝聚乙烯的接枝率为0.5-1.5％。
本发明中，陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种。
本发明中，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂730、抗氧剂1076、抗氧剂1680中的一种或多种。
本发明中，陶瓷颗粒粒径为0.01-0.5μm。
本发明中，膨胀石墨的粒径为200-300目。
本发明中，短切碳纤维的热导率在70w/(mk)以上。
本发明中，阻燃剂采用无卤阻燃剂，如氢氧化镁、十溴二苯醚、三氧化二锑等。
本发明还提供上述陶瓷聚乙烯复合材料的制备方法，步骤如下：
按照组成及重量份称取各组分，搅拌混合均匀后，加入挤出机挤出、牵引和造粒，得到所述陶瓷聚乙烯复合材料。
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
陶瓷聚乙烯复合材料，由30重量份低密度聚乙烯(聚合度为150，结晶度75％)、20重量份高密度聚乙烯(聚合度为1500，结晶度65％)、5重量份马来酸醉接枝聚乙烯(接枝率为0.5％)、1重量份膨胀石墨(粒径为200目)、10重量份氧化硅陶瓷(粒径0.02μm)、2重量份抗氧剂1010和4重量份短切碳纤维(热导率70w/(mk))组成。
上述陶瓷聚乙烯复合材料的制备方法，步骤如下：
按照组成及重量份称取各组分，搅拌混合均匀后，加入挤出机挤出、牵引和造粒，得到所述陶瓷聚乙烯复合材料，挤出温度为180-220℃。
实施例2
陶瓷聚乙烯复合材料，由40重量份低密度聚乙烯(聚合度为200，结晶度85％)、20-40重量份高密度聚乙烯(聚合度为1800，结晶度70％)、10重量份马来酸醉接枝聚乙烯(接枝率为1.0％)、1.5重量份膨胀石墨(粒径为250目)、12重量份氮化硅陶瓷(粒径0.1μm)、2.5重量份抗氧剂1010和4.2重量份短切碳纤维(热导率70w/(mk))组成。
上述陶瓷聚乙烯复合材料的制备方法，步骤如下：
按照组成及重量份称取各组分，搅拌混合均匀后，加入挤出机挤出、牵引和造粒，得到所述陶瓷聚乙烯复合材料，挤出温度为200-240℃。
实施例3
陶瓷聚乙烯复合材料，由50重量份低密度聚乙烯(聚合度为250，结晶度90％)、40重量份高密度聚乙烯(聚合度为2000，结晶度75％)、15重量份马来酸醉接枝聚乙烯(接枝率为1.5％)、2重量份膨胀石墨(粒径为300目)、15重量份碳化硅陶瓷(粒径0.3μm)、3重量份抗氧剂1010和4.5重量份短切碳纤维(热导率70w/(mk))组成。
上述陶瓷聚乙烯复合材料的制备方法，步骤如下：
按照组成及重量份称取各组分，搅拌混合均匀后，加入挤出机挤出、牵引和造粒，得到所述陶瓷聚乙烯复合材料，挤出温度为200-260℃。
对实施例1-3的复合材料的性能进行检测，检测结果如表1所示。
表1实施例1-3的复合材料的性能表征
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，组成及重量份为：
2.根据权利要求1所述的陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，低聚合度聚乙烯的聚合度为150-250，结晶度75-90％。
3.根据权利要求1所述的陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，所述高聚合度聚乙烯的聚合度为1500-2000，结晶度65-75％。
4.根据权利要求1所述的陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，所述马来酸配接枝聚乙烯的接枝率为0.5-1.5％。
5.根据权利要求1所述的陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，所述陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂730、抗氧剂1076、抗氧剂1680中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，所述陶瓷颗粒粒径为0.01-0.5μm，所述膨胀石墨的粒径为200-300目。
8.根据权利要求1所述的陶瓷聚乙烯复合材料，其特征在于，所述短切碳纤维的热导率在70w/(mk)以上。
9.根据权利要求1-8任何一项所述的陶瓷聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，按照组成及重量份称取各组分，搅拌混合均匀后，加入挤出机挤出、牵引和造粒，得到所述陶瓷聚乙烯复合材料。
10.根据权利要求9所述的陶瓷聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，搅拌转速为20000-30000r/min，挤出温度为280-260℃。
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