CN112679825A - 一种耐磨改性聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种耐磨改性聚乙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112679825A CN112679825A CN202011535468.2A CN202011535468A CN112679825A CN 112679825 A CN112679825 A CN 112679825A CN 202011535468 A CN202011535468 A CN 202011535468A CN 112679825 A CN112679825 A CN 112679825A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- wear
- composite material
- resistant modified
- modified polyethylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- -1 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 32
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 54
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- ZJIPHXXDPROMEF-UHFFFAOYSA-N dihydroxyphosphanyl dihydrogen phosphite Chemical compound OP(O)OP(O)O ZJIPHXXDPROMEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229910003178 Mo2C Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- PRWJPWSKLXYEPD-UHFFFAOYSA-N 4-[4,4-bis(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)butan-2-yl]-2-tert-butyl-5-methylphenol Chemical compound C=1C(C(C)(C)C)=C(O)C=C(C)C=1C(C)CC(C=1C(=CC(O)=C(C=1)C(C)(C)C)C)C1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C=C1C PRWJPWSKLXYEPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- VETPHHXZEJAYOB-UHFFFAOYSA-N 1-n,4-n-dinaphthalen-2-ylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(NC=3C=CC(NC=4C=C5C=CC=CC5=CC=4)=CC=3)=CC=C21 VETPHHXZEJAYOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical group CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 150000008301 phosphite esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种耐磨改性聚乙烯复合材料，包括以下重量份数的物质：碳化钼0.1‑10份，表面活性剂0.1‑10份，抗氧化剂0.1‑5份，热稳定剂0.1‑5份，高密度聚乙烯70‑99.6份。本发明还公开了一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，将碳化钼、表面活性剂放入溶剂中，进行超声分散，离心去除溶剂，45～50℃烘干；步骤二，将步骤一所得产物与高密度聚乙烯、PE‑b‑PEO和马来酸酐接枝HDPE、抗氧化剂、热稳定剂混合，加入双螺杆挤出机，在200～210℃、200～240rpm下熔融共混。本发明所得复合材料的耐磨性能得到明显提升，韧性得到保留，拓展了HDPE的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯复合材料及制法，具体为一种耐磨改性聚乙烯复合材料及其制备 方法。
背景技术
高密度聚乙烯(HDPE)由于其优异的性能，正在越来越广泛的应用于管道行业。 同传统管材相比，HDPE管道系统具有以下一系列优点：连接可靠，低温抗冲击性好， 抗应力开裂性好，耐化学腐蚀性好，耐老化，使用寿命长等。但是，对于矿山、石油、 冶金、疏浚工程等涉及到浆体、焦炭粉、矿粉、矿浆等输送的场合下，HDPE的耐磨 性显得不足，需要使用超高密度聚乙烯(UHMWPE)。但在研究过程中发现UHMWPE 虽然拥有很多其它工程塑料无法达到的一些优良性能，但其具有的一些缺点也比较明 显，如其熔融指数(接近于零)极低,熔点高(190-210℃)、粘度大、流动性差而极难 加工成型，另外与其它工程塑料相比，具有表面硬度低和热变形温度低、弯曲强度和蠕 变性能较差、抗磨粒磨损能力差、强度低等缺点，影响了其使用效果和应用范围。
为了提高HDPE的耐磨性，一般而言，会加入玻纤、玻璃微珠、以及硅酸盐等无机 填料，但填料添加量一般较高，导致材料的韧性、断裂伸长率等数据大幅减低。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种耐磨性好、热稳定性好的耐磨改性聚乙烯复合材料，本发明的另一目的是提供一种简单方便的耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法。
技术方案：本发明所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料，包括以下重量份数的物质： 碳化钼0.1-10份，表面活性剂0.1-10份，抗氧化剂0.1-5份，热稳定剂0.1-5份，高密 度聚乙烯70-99.6份。
优选地，耐磨改性聚乙烯复合材料还包括以下重量份数的物质：PE-b-PEO 1-10份， 马来酸酐接枝HDPE 1-10份。
碳化钼为二维碳化钼晶体。表面活性剂与碳化钼的质量比为1:10-20。表面活性剂为多巴胺、硅烷偶联剂、树枝状聚乙烯亚胺和烷基磺酸钠中的一种或多种。抗氧剂为101、168、1076、CA、164或DNP。热稳定剂为亚磷酸三烷基酯、双亚磷酸酯或聚合性亚磷 酸酯。
上述耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将碳化钼、表面活性剂放入水或水醇混合物溶剂中，进行超声分散，离心去除溶剂，45～50℃烘干；
步骤二，将步骤一所得产物与高密度聚乙烯、PE-b-PEO和马来酸酐接枝HDPE、 抗氧化剂、热稳定剂混合，加入双螺杆挤出机，在200～210℃、200～240rpm的条件下熔 融共混，双螺杆挤出机的长径比为40～48，优选为40，44，48。
工作原理：使用碳化钼(Mo2C)作为新型纳米填料，以熔融共混的方式加入HDPE中，制备复合材料。采用上层铜箔/底层钼箔构成的双金属叠片作为生长基体的化学气相沉积(CVD)方法制备碳化钼：高温下通过铜催化裂解甲烷生成的碳原子与扩散到铜表 面的钼原子反应生长出高质量的超薄二维Mo2C晶体。二维Mo2C晶体具有规则的几何 形状，仅有几个纳米厚，尺寸可达上百微米，并且具有很高的化学和热稳定性。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
1、所得复合材料在Mo2C添加量很少的情况下耐磨性能得到了明显提升，且复 合材料的韧性得到了很好的保留，拓展了HDPE的适用范围；
2、对原料HDPE无特殊要求，常用的各种HDPE皆可通过此法提高耐磨性；
3、制备过程环保，不产生有毒废弃物；
4、对设备要求低，无需特种设备，容易进行量产。
具体实施方式
以下各实施例中所使用的原料和装置均为现有。Mo2C为二维碳化钼晶体，纯度为99.9％，粉末状，颗粒厚度1-100纳米，颗粒面积10-1000μm2，HDPE颗粒牌号为5000S， PE-b-PEO采购自Sigma Aldrich，水为去离子水。
实施例1
一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将0.1份碳化钼、10份表面活性剂多巴胺放入溶剂水中(表面活性剂与碳化钼的质量比为100:1)，进行超声分散4小时，离心去除上层的溶剂，在45℃烘箱中 真空条件下缓慢去除下层固体产物中的全部溶剂至恒重；
步骤二，将步骤一所得产物与70份高密度聚乙烯、1份PE-b-PEO和1份马来酸酐 接枝HDPE、0.1份抗氧化剂101、0.1份热稳定剂亚磷酸三烷基酯混合，加入双螺杆挤 出机(L/D＝40)，在200℃、200rpm的条件下熔融共混。
实施例2
一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将10份碳化钼、0.1份表面活性剂硅烷偶联剂放入水醇混合物溶剂中(表面活性剂与碳化钼的质量比为1:100)，进行超声分散4小时，离心去除上层的溶剂， 在50℃烘箱中真空条件下缓慢去除下层固体产物中的全部溶剂至恒重；
步骤二，将步骤一所得产物与99.6份高密度聚乙烯、10份PE-b-PEO和HDPE 10 份马来酸酐接枝HDPE、5份抗氧化剂168、5份热稳定剂双亚磷酸酯混合，加入双螺杆 挤出机(L/D＝48)，在210℃、240rpm的条件下熔融共混。
其中，抗氧化剂168可以替换为101、1076、CA、164和DNP中的任意一种。
实施例3
一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将5份碳化钼、0.5份表面活性剂烷基磺酸钠放入溶剂水中(表面活性剂与碳化钼的质量比为1:10)，进行超声分散4小时，离心去除上层的溶剂，在47℃烘 箱中真空条件下缓慢去除下层固体产物中的全部溶剂至恒重；
步骤二，将步骤一所得产物与85份高密度聚乙烯、5份PE-b-PEO和5份马来酸酐 接枝HDPE、3份抗氧化剂1076、3份热稳定剂聚合性亚磷酸酯混合，加入双螺杆挤出 机(L/D＝44)，在205℃、220rpm的条件下熔融共混。
实施例4
一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将2份碳化钼、0.1份表面活性剂硅烷偶联剂和烷基磺酸钠中，放入水醇混合物溶剂中(表面活性剂与碳化钼的质量比为1:20)，进行超声分散4小时，离心去 除上层的溶剂，在46℃烘箱中真空条件下缓慢去除下层固体产物中的全部溶剂至恒重；
步骤二，将步骤一所得产物与75份高密度聚乙烯、12份PE-b-PEO和2份马来酸 酐接枝HDPE、4份抗氧化剂DNP、4份热稳定剂双亚磷酸酯混合，加入双螺杆挤出机 (L/D＝47)，在202℃、210rpm的条件下熔融共混。
实施例5
一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将1份碳化钼、4份表面活性剂多巴胺混合，放入去离子水中，进行超声 分散4小时，离心去除上层的溶剂，在50℃烘箱中真空条件下缓慢去除下层固体产物中 的全部溶剂至恒重；
步骤二，将步骤一所得产物与1份HDPE粉末、2份PE-b-PEO在200rpm、150℃ 条件下进行高速混合5分钟，得到的混合物再与90份HDPE，6kg马来酸酐接枝HDPE、 0.3份抗氧化剂CA与0.3份热稳定剂亚磷酸三烷基酯混合，加入双螺杆挤出机(L/D＝40)， 在210℃、200rpm的条件下熔融共混，得到产物A。
其中，步骤二，更具体的来说，是
实施例6
一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将5份碳化钼、1份表面活性剂树枝状聚乙烯亚胺，放入200L水中，进 行超声分散4小时，离心去除上层的溶剂，在50℃烘箱中真空条件下缓慢去除下层固体 产物中的全部溶剂至恒重；
步骤二，将步骤一所得产物与1份HDPE粉末、6份PE-b-PEO在200rpm、150℃ 条件下进行高速混合3分钟，再将得到的混合物与83份HDPE，5份马来酸酐接枝HDPE、 0.5份抗氧化剂CA与0.5份热稳定剂亚磷酸三烷基酯混合，加入双螺杆挤出机(L/D＝40)， 在210℃、200rpm的条件下熔融共混，得到产物B。
实施例7
一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将3份碳化钼、6份表面活性剂硅烷偶联剂放入100L水中，进行超声分 散4小时，离心去除上层的溶剂，在50℃烘箱中真空条件下缓慢去除下层固体产物中的 全部溶剂至恒重；
步骤二，1份HDPE粉末、8份PE-b-PEO在200rpm、150℃条件下进行高速混合6 分钟，再将得到的混合物与82份HDPE，6份马来酸酐接枝HDPE，0.4份抗氧化剂份 与0.4份热稳定剂亚磷酸三烷基酯混合，加入双螺杆挤出机(L/D＝40)，在200℃、200rpm 的条件下熔融共混，得到产物C。
对比例1
1kg Mo2C在100L去离子水中超声分散4小时。将上述混合物离心分离，除去上层的去离子水。在50℃烘箱中真空条件下缓慢除去离心步骤中下层固体产物中的全部溶剂至恒重。得到的产物与1kgHDPE粉末在1200rpm、150℃条件下进行高速混合5分钟。 将得到的混合物与90kg HDPE，8kg马来酸酐接枝HDPE、500g抗氧化剂与热稳定剂、 加入双螺杆挤出机(L/D＝40)，在210℃、200rpm的条件下熔融共混得到产物D。
对比例2
5kg SiO2与5kg偶联剂KH560在100L去离子水中超声分散4小时。将上述混合物 离心分离，除去上层的去离子水。在50℃烘箱中真空条件下缓慢除去离心步骤中下层固 体产物中的全部溶剂至恒重。得到的产物与1kgHDPE粉末、2kg PE-b-PEO在1200rpm、 150℃条件下进行高速混合5分钟。将得到的混合物与90kg HDPE，8kg马来酸酐接枝 HDPE、500g抗氧化剂与热稳定剂、加入双螺杆挤出机(L/D＝40)，在210℃、200rpm 的条件下熔融共混得到产物E。
对比例3
5kg普通的六方晶格碳化钼与5kg偶联剂KH560在100L去离子水中超声分散4小时。将上述混合物离心分离，除去上层的去离子水。在50℃烘箱中真空条件下缓慢除去 离心步骤中下层固体产物中的全部溶剂至恒重。得到的产物与1kgHDPE粉末、2kg PE-b-PEO在1200rpm、150℃条件下进行高速混合5分钟。将得到的混合物与90kg HDPE，8kg马来酸酐接枝HDPE、500g抗氧化剂与热稳定剂、加入双螺杆挤出机 (L/D＝40)，在210℃、200rpm的条件下熔融共混得到产物F。
将实施例5-7所得试样、对比例1-2所得试样、未改性UHMWPE、未改性HDPE 试样进行耐磨、拉伸屈服强度以及熔融性能的测试，结果列于下表1。耐磨性能测试的 具体操作为：磨损率采用MSH型磨损测试仪进行砂浆冲蚀磨损实验，砂浆为石英砂与 水按1:1配置，试样速度为3.2m/s。
表1试样性能测试结果
从上表1可以明显看出，Mo2C的加入能够显著降低材料的磨损率，提高耐磨性。 比如，对于产物B，其磨损率仅约为纯HDPE的2/5，比UHMWPE也降低了约15％。 同时，相对于未改性HDPE，拉伸屈服强度、熔融指数等关键力学性能与加工性能指标 在加入Mo2C之后也并未变差，甚至有所提高。而未改性的Mo2C对于耐磨性的贡献较 小(样品D)，效果较改性Mo2C明显变差，说明未经改性的Mo2C在HDPE中分散性 差，界面结合力不佳。而使用传统耐磨改性填料SiO2制备的样品E，虽然磨损率较未改 性HDPE有了降低，但样品E断裂伸长率仅为53％，而样品B为238％，说明B韧性更 佳。同时B的耐磨性也较E大幅提高，说明Mo2C的层状结构比SiO2的球状结构更适 合耐磨场合的应用。同样，普通的六方晶格碳化钼在提高HDPE耐磨性效果也不明显(具 体数据见样品F)。
Claims (10)
1.一种耐磨改性聚乙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的物质：碳化钼0.1-10份，表面活性剂0.1-10份，抗氧化剂0.1-5份，热稳定剂0.1-5份，高密度聚乙烯70-99.6份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料，其特征在于：所述碳化钼为二维碳化钼晶体。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料，其特征在于，还包括以下重量份数的物质：PE-b-PEO 1-10份，马来酸酐接枝HDPE 1-10份。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料，其特征在于：所述表面活性剂与碳化钼的质量比为1:10-20。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料，其特征在于：所述表面活性剂为多巴胺、硅烷偶联剂、树枝状聚乙烯亚胺和烷基磺酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂为101、168、1076、CA、164或DNP。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为亚磷酸三烷基酯、双亚磷酸酯或聚合性亚磷酸酯。
8.根据权利要求1～7任一所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将碳化钼、表面活性剂放入溶剂中，进行超声分散，离心去除溶剂，45～50℃烘干；
步骤二，将步骤一所得产物与高密度聚乙烯、PE-b-PEO和马来酸酐接枝HDPE、抗氧化剂、热稳定剂混合，加入双螺杆挤出机，在200～210℃、200～240rpm的条件下熔融共混。
9.根据权利要求8所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，溶剂为水或水醇混合物。
10.根据权利要求8所述的一种耐磨改性聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，双螺杆挤出机的长径比为40～48。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011535468.2A CN112679825A (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种耐磨改性聚乙烯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011535468.2A CN112679825A (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种耐磨改性聚乙烯复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112679825A true CN112679825A (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=75450941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011535468.2A Pending CN112679825A (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种耐磨改性聚乙烯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112679825A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115195243A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-10-18 | 青岛天智达高科产业发展有限公司 | 辐射交联聚乙烯全包围外护套式漂浮筒及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106319628A (zh) * | 2015-07-06 | 2017-01-11 | 中国科学院金属研究所 | 一种高质量超薄二维过渡族金属碳化物晶体及其制备方法 |
| CN106883496A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-23 | 扬州工业职业技术学院 | 一种c70富勒烯改性耐磨聚乙烯复合材料及其制备方法 |
| CN109722025A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-07 | 珠海万通特种工程塑料有限公司 | 一种聚芳醚砜复合材料及其应用 |
-
2020
- 2020-12-23 CN CN202011535468.2A patent/CN112679825A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106319628A (zh) * | 2015-07-06 | 2017-01-11 | 中国科学院金属研究所 | 一种高质量超薄二维过渡族金属碳化物晶体及其制备方法 |
| CN106883496A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-23 | 扬州工业职业技术学院 | 一种c70富勒烯改性耐磨聚乙烯复合材料及其制备方法 |
| CN109722025A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-07 | 珠海万通特种工程塑料有限公司 | 一种聚芳醚砜复合材料及其应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 《工程材料实用手册》编辑委员会编: "《工程材料实用手册 第7卷 塑料 透明材料 绝缘材料》", 30 June 2002, 中国标准出版社 * |
| 丁彤等编写: "《中国化工产品大全 上》", 31 October 1994, 化学工业出版社 * |
| 刘广建等: "改性超高分子量聚乙烯塑料的摩擦磨损研究", 现代塑料加工应用 * |
| 朱和国著: "《内生型铝基复合材料反应机制与性能》", 30 November 2013, 国防工业出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115195243A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-10-18 | 青岛天智达高科产业发展有限公司 | 辐射交联聚乙烯全包围外护套式漂浮筒及其制备方法 |
| CN115195243B (zh) * | 2022-05-27 | 2024-03-12 | 青岛天智达高科产业发展有限公司 | 辐射交联聚乙烯全包围外护套式漂浮筒及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huskić et al. | One-step surface modification of graphene oxide and influence of its particle size on the properties of graphene oxide/epoxy resin nanocomposites | |
| Wei et al. | Strengthening of basalt fibers with nano-SiO2–epoxy composite coating | |
| CN103613883B (zh) | 一种以石墨烯为填料的耐磨损硬质复合材料及其制备方法 | |
| CN109627679A (zh) | 一种高导电聚醚醚酮复合材料及其制备方法 | |
| Ayatollahi et al. | Mechanical behavior of nanodiamond/epoxy nanocomposites | |
| Vishal et al. | Effect of recovered silicon filler inclusion on mechanical and tribological properties of polytetrafluoroethylene (PTFE) composite | |
| Song et al. | Improved tribological properties of polyimide composites by micro–nano reinforcement | |
| Aradhana et al. | High performance electrically conductive epoxy/reduced graphene oxide adhesives for electronics packaging applications | |
| CN112679825A (zh) | 一种耐磨改性聚乙烯复合材料及其制备方法 | |
| KR20180109067A (ko) | 폴리에틸렌 나노복합체의 제조 방법 | |
| Azizli et al. | Enhancement of thermal, morphological, and mechanical properties of compatibilized based on PA6‐enriched graphene oxide/EPDM‐g‐MA/CR: Graphene oxide and EPDM‐g‐MA compatibilizer role | |
| CN106995545A (zh) | 一种c60富勒烯改性耐磨聚乙烯复合材料及其制备方法 | |
| Wu et al. | The surface modification of diatomite, thermal, and mechanical properties of poly (vinyl chloride)/diatomite composites | |
| CN106883496A (zh) | 一种c70富勒烯改性耐磨聚乙烯复合材料及其制备方法 | |
| Nosheen et al. | Synthesis and characterization of polypyrrole and graphene/polypyrrole/epoxy composites | |
| Watanabe et al. | Management of both toughness and stiffness of polypropylene nanocomposites using poly (5‐hexen‐1‐ol‐co‐propylene) and silica nanospheres | |
| Zheng et al. | Enhanced mechanical properties of polypropylene/silica nanocomposites with surface modification of nano-silica via in situ copolymerization of methyl methacrylate and butyl acrylate | |
| CN107963632B (zh) | 一种多孔二氧化硅改性材料及其制备方法 | |
| CN112144139B (zh) | 一种抗断裂聚四氟乙烯纤维及其制备工艺 | |
| Sarfraz | Upgrading electrical, mechanical, and chemical properties of CNTs/polybond® nanocomposites: pursuit of electroconductive structural polymer nanocomplexes | |
| Bai et al. | Coal powder and ethylene-propylene-diene monomer reinforced hybrid polypropylene composites | |
| Fu et al. | A commercial production route to prepare polymer‐based nanocomposites by unmodified multilayer graphene | |
| CN113831620B (zh) | 高耐热耐蠕变的管材组合物及其制备方法 | |
| CN112608540A (zh) | 一种煤矿井下用阻燃抗静电聚乙烯及制备方法与应用 | |
| CN107857997B (zh) | 一种碳纳米管复合聚酰亚胺薄膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210420 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |