CN111571923B - 滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺 - Google Patents

滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺 Download PDF

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Abstract

滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，包括滑雪板的上层结构与下层结构的制备，具有如下步骤，在反应空间内加入己烷溶剂、催化剂、活化剂，对密闭反应空间内部加压、加热；向密闭的反应空间中逐渐通入乙烯以保证反应空间中的温度、压力恒定的情况下生成超高分子量聚乙烯材料；将一部分超高分子量聚乙烯成品材料加热至熔融状态后与碳纳米管进行复合处理生成超高分子量聚乙烯复合材料；挤出至模具结构中制作下层结构；将剩余部分的超高分子量聚乙烯成品材料继续加热至熔融状态后，挤出至模具结构中制作上层结构并与下层结构组合成整体。本发明具有具有润滑性能优、耐冲击、耐磨损且方便规模生产的优点，属于高分子材料技术领域。

Description

滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体是涉及滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺。
背景技术
超高分子量聚乙烯是分子量100万以上的聚乙烯，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。极大的分子量导致分子间强烈的互相缠绕，带来优良的力学性能，使得其具备良好的润滑性能、耐冲击、耐化学腐蚀等性能。但与其他工程塑料相比，它的抗摩擦磨损能力差，从而影响了其使用效果和应用范围。
在将超高分子量聚乙烯应用至滑雪板中时，由于滑雪板的工作原理要求其材质必须选用耐冲击、耐磨损、润滑性好的特性，超高分子量聚乙烯基本符合滑雪板材质的选用需求，但是在磨损问题上并不能达到其使用要求，同时也增加了规模化生产相应滑雪板的难度。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种具有润滑性能优、耐冲击、耐磨损且方便规模生产的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，包括滑雪板的上层结构与下层结构的制备，具有如下步骤：
S1：超高分子量聚乙烯制备
首先在密闭的反应空间内加入己烷溶剂、催化剂、活化剂，对密闭反应空间内部加压、加热；然后向密闭的反应空间中逐渐通入乙烯以保证反应空间中的温度、压力恒定的情况下生成超高分子量聚乙烯材料；最后将反应空间中生成的超高分子量聚乙烯材料与己烷溶剂、乙烯单体分离获得超高分子量聚乙烯成品材料；
S2：下层结构成型制作
将S1中生成的一部分超高分子量聚乙烯成品材料加热至熔融状态后与碳纳米管进行复合处理生成超高分子量聚乙烯复合材料；将高分子量聚乙烯复合材料挤出至模具结构中，冷却后制作成下层结构；
S3：上层结构成型制作
将S1中剩余部分的超高分子量聚乙烯成品材料继续加热至熔融状态后，挤出至模具结构中并与下层结构组合成整体，冷却后制作成与下层结构组合为整体的上层结构。
所述S1操作之前，除去反应空间内部的水、空气；进行所述S1的操作时，将加入反应空间内中的己烷溶剂、催化剂、活化剂混匀，当反应空间内压力达到0.7Mpa时停止加入己烷溶剂、催化剂、活化剂。
进行所述S1的操作时，对反应空间进行加热以保证反映空间中温度达到70℃时，向反应空间中通入乙烯，在乙烯通入的过程中，当反应空间中温度达到80摄氏度、压力达到2.0Mpa时，放缓乙烯通入速度，以保证乙烯在恒定温度、压力下反应生成超高分子量聚乙烯材料。
进行所述S2、S3的操作时，在对高分子量聚乙烯复合材料、超高分子量聚乙烯成品材料挤出时，采用单螺杆挤出机将对应材料挤出。
进行所述S2的操作时，所述超高分子量聚乙烯成品材料与碳纳米管按照一定质量分数比混合，在高速气流冲击下复合生成超高分子量聚乙烯复合材料，所述超高分子量聚乙烯复合材料中碳纳米管的质量设置在0.1～0.5之间。
所述下层结构包括下层板面结构以及固结在下层板面机构上表面的嵌套卡接柱，嵌套卡接柱的顶部设置有外凸的限位块。
所述上层结构包括与所述下层板面结构上表面吻合的上层板面结构以及与所述卡接柱嵌套吻合的开设在上层板面结构下表面的嵌套孔，嵌套孔顶部与所述限位块对应位置设置有与限位块嵌套吻合的限位槽。
所述模具结构包括外层模具、嵌套安装在外层模具内侧的下层模具、上层模具，所述外层模具与下层模具组合后生成的空间与所述上层结构嵌套吻合，所述外层模具、在外层模具中成型的下层结构、上层模具组合后生成的空间与所述上层结构嵌套吻合。
所述S2操作时，将外层模具与下层模具配套组合后，向所述外层模具与下层模具组合后生成的空间中充入S2生成的超高分子量聚乙烯复合材料，冷却后构建成下层结构。
所述S3操作时，将所述下层模具从外层模具中拆除，对置于外层模具中的下层结构进行冷却降温至0～10℃范围内，在下层结构上嵌套安装上层模具，向所述外层模具、在外层模具中成型的下层结构、上层模具组合后生成的空间中充入S1生成的超高分子量聚乙烯成品材料，冷却后构建成与下层结构组合为整体的上层结构。
本发明具有的有益效果：超高分子量聚乙烯材料本身具有极佳的润滑性能，其耐冲击腔强，适合用于滑雪板的制造使用；在生成的超高分子量聚乙烯材料与碳纳米管进行复合处理，使碳纳米管包裹超高分子量聚乙烯颗粒，增加超高分子量聚乙烯材料的耐磨损效果，适用于滑雪板，实现其润滑性能优、耐冲击、耐磨损的效果；
本申请以传动的超高分离量聚乙烯材料的生产过程为基础，采用复合处理处理的方式生成超高分子量聚乙烯复合材料作为滑雪板的下层结构使用，通过采用模具结构将下层结构与上层结构固结组合，适合在规模化的流水线上进行生产加工。
附图说明
图1是本发明中滑雪板的结构示意图；
图2是图1中A部分的放大细节示意图；
图3是本发明中进行下层结构制作的结构示意图；
图4是图3中下层模具的结构示意图；
图5是本发明中进行上层结构与下层结构组合制作的结构示意图；
图6是图4中上层模具的结构示意图。
图中：1、上层结构；2、下层结构；3、上层板面结构；4、下层板面结构；5、卡接柱；6、限位块；7、外层模具；8、下层模具；9、上层模具。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1
滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，包括滑雪板的上层结构1与下层结构2的制备，具有如下步骤：
S1：超高分子量聚乙烯制备
首先在密闭的反应空间内加入己烷溶剂、催化剂、活化剂，对密闭反应空间内部加压、加热；然后向密闭的反应空间中逐渐通入乙烯以保证反应空间中的温度、压力恒定的情况下生成超高分子量聚乙烯材料；最后将反应空间中生成的超高分子量聚乙烯材料与己烷溶剂、乙烯单体分离获得超高分子量聚乙烯成品材料；
S2：下层结构成型制作
将S1中生成的一部分超高分子量聚乙烯成品材料加热至熔融状态后与碳纳米管进行复合处理生成超高分子量聚乙烯复合材料；将高分子量聚乙烯复合材料挤出至模具结构中，冷却后制作成下层结构2；
S3：上层结构成型制作
将S1中剩余部分的超高分子量聚乙烯成品材料继续加热至熔融状态后，挤出至模具结构中并与下层结构组合成整体，冷却后制作成与下层结构2组合为整体的上层结构1。
实施例2
结合图1-2，对实施例1作进一步详细说明和技术方案的补充说明，本发明中，S1操作之前，除去反应空间内部的水、空气；进行S1的操作时，将加入反应空间内中的己烷溶剂、催化剂、活化剂混匀，当反应空间内压力达到0.7Mpa时停止加入己烷溶剂、催化剂、活化剂；
进行S1的操作时，对反应空间进行加热以保证反映空间中温度达到70℃时，向反应空间中通入乙烯，在乙烯通入的过程中，当反应空间中温度达到80摄氏度、压力达到2.0Mpa时，放缓乙烯通入速度，以保证乙烯在恒定温度、压力下反应生成超高分子量聚乙烯材料；
进行S2、S3的操作时，在对高分子量聚乙烯复合材料、超高分子量聚乙烯成品材料挤出时，采用单螺杆挤出机将对应材料挤出；
进行S2的操作时，超高分子量聚乙烯成品材料与碳纳米管按照一定质量分数比混合，在高速气流冲击下复合生成超高分子量聚乙烯复合材料，超高分子量聚乙烯复合材料中碳纳米管的质量设置在0.1～0.5之间；
实施例3
结合图1-6，对实施例1中描述的上层结构1、下层结构2、模具结构作进一步说明和补充，本发明中，下层结构2包括下层板面结构4以及固结在下层板面机构上表面的嵌套卡接柱5，嵌套卡接柱5的顶部设置有外凸的限位块6；
上层结构1包括与下层板面结构4上表面吻合的上层板面结构3以及与卡接柱5嵌套吻合的开设在上层板面结构3下表面的嵌套孔，嵌套孔顶部与限位块6对应位置设置有与限位块6嵌套吻合的限位槽，保证上层结构1、下层结构2之间的稳定组合；
模具结构包括外层模具7、嵌套安装在外层模具7内侧的下层模具8、上层模具9，外层模具7与下层模具8组合后生成的空间与上层结构嵌套吻合，外层模具7、在外层模具7中成型的下层结构、上层模具9组合后生成的空间与上层结构嵌套吻合；
S2操作时，将外层模具7与下层模具8配套组合后，向外层模具7与下层模具8组合后生成的空间中充入S2生成的超高分子量聚乙烯复合材料，冷却后构建成下层结构2；
S3操作时，将下层模具8从外层模具7中拆除，对置于外层模具7中的下层结构2进行冷却降温至0～10℃范围内，在下层结构2上嵌套安装上层模具9，向外层模具7、在外层模具7中成型的下层结构、上层模具9组合后生成的空间中充入S1生成的超高分子量聚乙烯成品材料，冷却后构建成与下层结构2组合为整体的上层结构1，在充入S1生成的超高分子量聚乙烯材料时，由于充入的超高分子量聚乙烯材料加热至熔融状态130～136℃，下层结构2与熔融状态的超高分子量聚乙烯材料接触位置处吸热软化，保证上层结构1与下层结构2的稳定粘结。
实施例4
超高分子量聚乙烯材料本身具有极佳的润滑性能，其耐冲击腔强，适合用于滑雪板的制造使用；在生成的超高分子量聚乙烯材料与碳纳米管进行复合处理，使碳纳米管包裹超高分子量聚乙烯颗粒，增加超高分子量聚乙烯材料的耐磨损效果，适用于滑雪板，实现其润滑性能优、耐冲击、耐磨损的效果；
本申请以传动的超高分离量聚乙烯材料的生产过程为基础，采用复合处理处理的方式生成超高分子量聚乙烯复合材料作为滑雪板的下层结构2使用，通过采用模具结构将下层结构2与上层结构1固结组合，适合在规模化的流水线上进行生产加工。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于，包括滑雪板的上层结构（1）与下层结构（2）的制备，具有如下步骤：
S1：超高分子量聚乙烯制备
首先在密闭的反应空间内加入己烷溶剂、催化剂、活化剂，对密闭反应空间内部加压、加热；然后向密闭的反应空间中逐渐通入乙烯以保证反应空间中的温度、压力恒定的情况下生成超高分子量聚乙烯材料；最后将反应空间中生成的超高分子量聚乙烯材料与己烷溶剂、乙烯单体分离获得超高分子量聚乙烯成品材料；
S2：下层结构成型制作
将S1中生成的一部分超高分子量聚乙烯成品材料加热至熔融状态后与碳纳米管进行复合处理生成超高分子量聚乙烯复合材料；将高分子量聚乙烯复合材料挤出至模具结构中，冷却后制作成下层结构（2）；
S3：上层结构成型制作
将S1中剩余部分的超高分子量聚乙烯成品材料继续加热至熔融状态后，挤出至模具结构中并与下层结构组合成整体，冷却后制作成与下层结构（2）组合为整体的上层结构（1），所述下层结构（2）包括下层板面结构（4）以及固结在下层板面机构上表面的嵌套卡接柱（5），嵌套卡接柱（5）的顶部设置有外凸的限位块（6），所述上层结构（1）包括与所述下层板面结构（4）上表面吻合的上层板面结构（3）以及与所述卡接柱（5）嵌套吻合的开设在上层板面结构（3）下表面的嵌套孔，嵌套孔顶部与所述限位块（6）对应位置设置有与限位块（6）嵌套吻合的限位槽。
2.根据权利要求1所述的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于：所述S1操作之前，除去反应空间内部的水、空气；进行所述S1的操作时，将加入反应空间内中的己烷溶剂、催化剂、活化剂混匀，当反应空间内压力达到0.7Mpa时停止加入己烷溶剂、催化剂、活化剂。
3.根据权利要求2所述的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于：进行所述S1的操作时，对反应空间进行加热以保证反映空间中温度达到70℃时，向反应空间中通入乙烯，在乙烯通入的过程中，当反应空间中温度达到80摄氏度、压力达到2.0Mpa时，放缓乙烯通入速度，以保证乙烯在恒定温度、压力下反应生成超高分子量聚乙烯材料。
4.根据权利要求3所述的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于：进行所述S2、S3的操作时，在对高分子量聚乙烯复合材料、超高分子量聚乙烯成品材料挤出时，采用单螺杆挤出机将对应材料挤出。
5.根据权利要求1所述的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于：进行所述S2的操作时，所述超高分子量聚乙烯成品材料与碳纳米管按照一定质量分数比混合，在高速气流冲击下复合生成超高分子量聚乙烯复合材料，所述超高分子量聚乙烯复合材料中碳纳米管的质量设置在0.1～0.5之间。
6.根据权利要求1所述的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于：所述模具结构包括外层模具（7）、嵌套安装在外层模具（7）内侧的下层模具（8）、上层模具（9），所述外层模具（7）与下层模具（8）组合后生成的空间与所述上层结构嵌套吻合，所述外层模具（7）、在外层模具（7）中成型的下层结构、上层模具（9）组合后生成的空间与所述上层结构嵌套吻合。
7.根据权利要求6所述的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于：所述S2操作时，将外层模具（7）与下层模具（8）配套组合后，向所述外层模具（7）与下层模具（8）组合后生成的空间中充入S2生成的超高分子量聚乙烯复合材料，冷却后构建成下层结构（2）。
8.根据权利要求7所述的滑雪板用超高分子量聚乙烯制备工艺，其特征在于：所述S3操作时，将所述下层模具（8）从外层模具（7）中拆除，对置于外层模具（7）中的下层结构（2）进行冷却降温至0～10℃范围内，在下层结构（2）上嵌套安装上层模具（9），向所述外层模具（7）、在外层模具（7）中成型的下层结构、上层模具（9）组合后生成的空间中充入S1生成的超高分子量聚乙烯成品材料，冷却后构建成与下层结构（2）组合为整体的上层结构（1）。
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