CN112724495A - 一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112724495A
CN112724495A CN202011616607.4A CN202011616607A CN112724495A CN 112724495 A CN112724495 A CN 112724495A CN 202011616607 A CN202011616607 A CN 202011616607A CN 112724495 A CN112724495 A CN 112724495A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
molecular weight
weight polyethylene
resistant
polyethylene fiber
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
Application number
CN202011616607.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张斌
刘芳宇
朱昊宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Yike Jingrun Technology Co ltd
Original Assignee
Nanjing Yike Jingrun Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Yike Jingrun Technology Co ltd filed Critical Nanjing Yike Jingrun Technology Co ltd
Priority to CN202011616607.4A priority Critical patent/CN112724495A/zh
Publication of CN112724495A publication Critical patent/CN112724495A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法，将丙烯酸酯橡胶、交联剂、塑化剂、防老剂、硫化剂加入开炼机中共混，得到基体A；将丁腈橡胶、聚氯乙烯加入密炼机中共混，得到基体B；将基体A和基体B加入开炼机中相互混炼均匀，再加入石英砂、白云石共混；继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维共混；将共混胶停放24～48h，经返炼后出片，制得本发明的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料。本发明的制造工艺简单易操作，制得的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料改善了原有材料的性能，可以具有耐气候性和耐高温性等优异性能，不仅提高了材料的使用寿命还改善了材料原有的缺点。

Description

一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制 备方法
技术领域
本发明属于复合纤维材料技术领域，具体涉及到一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万。其高比强度，高比模量，比强度是同等截面钢丝的十多倍，比模量仅次于特级碳纤维。纤维密度低，可浮于水面。断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性。抗紫外线辐射，防中子和γ射线，比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高。耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。但其也有它的缺陷，与其它工程塑料相比，高分子量聚乙烯具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于高分子量聚乙烯得分子结构和分子聚集形态造成得。这些问题都可能造成材料的损伤和材料不能广泛被应用。目前使用的材料大多为单一材料，不具耐气候性耐高温的效果。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
本发明的一个目的是提供一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法，所制备的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料改善了原有材料的性能，可以具有耐气候性和耐高温性等优异性能，不仅提高了材料的使用寿命还改善了材料原有的缺点。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，包括，
称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯、石英砂、白云石、交联剂、塑化剂、防老剂和硫化剂；
将丙烯酸酯橡胶、交联剂、塑化剂、防老剂、硫化剂加入开炼机中共混，得到基体A；
将丁腈橡胶、聚氯乙烯加入密炼机中共混，得到基体B；
将基体A和基体B加入开炼机中相互混炼均匀，再加入石英砂、白云石共混；
继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维共混；
将共混胶停放24～48h，经返炼后出片，制得本发明的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述称取原料，按照重量份数称取超高分子量聚乙烯纤维30～45份，丁腈橡胶15～23份，丙烯酸酯橡胶12～17份，聚氯乙烯10～15份，石英砂4～7份，白云石5～10份，交联剂4～9份，塑化剂2～5份，防老剂1～2份，硫化剂2～3份。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述称取原料，按照重量份数称取超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，丙烯酸酯橡胶15份，聚氯乙烯13份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述将丙烯酸酯橡胶、交联剂、塑化剂、防老剂、硫化剂加入开炼机中共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间20分钟。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述将丁腈橡胶、聚氯乙烯加入密炼机中共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间40～50分钟。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述加入石英砂、白云石共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间20分钟。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述加入短切超高分子量聚乙烯纤维共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间20分钟。
本发明的另一个目的是提供一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料，按重量份数计，包括以下组分，超高分子量聚乙烯纤维30～45份，丁腈橡胶15～23份，丙烯酸酯橡胶12～17份，聚氯乙烯10～15份，石英砂4～7份，白云石5～10份，交联剂4～9份，塑化剂2～5份，防老剂1～2份，硫化剂2～3份。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的一种优选方案，其中：所述塑化剂为邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种。
作为本发明耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的一种优选方案，其中：所述硫化剂为二硫代氨基甲酸盐、噻唑类、秋兰类、胶乳中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用的原料皆为天然级原料，不含强酸强碱且无毒无害，符合绿色环保的理念。
(2)本发明中超高分子量聚乙烯纤维具有众多的优异特性，它在各个方面均显示出极大的优势，发挥着举足轻重的作用，在本发明中起到了重要作用。
(3)将丁腈橡胶和聚氯乙烯共混，使其兼有聚氯乙烯的耐臭氧性和丁腈橡胶的耐油性和可交联性，显著提高了耐臭氧性和耐候老化性能，改善了拉伸强度、定伸应力、抗撕裂性、耐热性和耐燃性；提高了耐油、耐燃油和耐化学药品等性能。
(4)本发明采用的石英砂和白云石都是天然的耐高温耐火材料，其硬度高、脆性好、耐化学腐蚀性能好，在本发明中起到了重要的作用同时还符合绿色环保的理念。
(5)本发明的适用范围广泛，发明出的复合材料使用范围十分广泛，而且耐气候性和耐高温能力也特别好。
(6)本发明的所有原料相互配合相互作用，体现出一加一大于二的效果，不仅可以为复合材料增加使用范围，在一定程度上还起到了性能改善的作用。
(7)本发明操作简单，实用性高，能提供良好的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例1～4和对照例1～10的人工气候老化试验以及耐高温试验测试结果对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维30份，丁腈橡胶15份，丙烯酸酯橡胶12份，聚氯乙烯10份，石英砂4份，白云石5份，交联剂4份，塑化剂2份，防老剂1份，硫化剂2份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶12份，交联剂4份，塑化剂2份，防老剂1份，硫化剂2份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶15份，聚氯乙烯10份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂4份，白云石5份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维30份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
实施例2
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维35份，丁腈橡胶17份，丙烯酸酯橡胶14份，聚氯乙烯11份，石英砂5份，白云石7份，交联剂6份，塑化剂3份，防老剂1份，硫化剂2份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶14份，交联剂6份，塑化剂3份，防老剂1份，硫化剂2份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶17份，聚氯乙烯11份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂5份，白云石7份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维35份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
实施例3
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，丙烯酸酯橡胶15份，聚氯乙烯13份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶15份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶20份，聚氯乙烯13份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
实施例4
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维45份，丁腈橡胶23份，丙烯酸酯橡胶17份，聚氯乙烯15份，石英砂7份，白云石10份，交联剂9份，塑化剂5份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶17份，交联剂9份，塑化剂5份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶23份，聚氯乙烯15份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂7份，白云石10份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维45份，，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例1
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丙烯酸酯橡胶15份，聚氯乙烯13份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶15份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入聚氯乙烯13份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，40-50分钟待完全混合；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例2
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，聚氯乙烯13份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶20份，聚氯乙烯13份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例3
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，丙烯酸酯橡胶15份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶15份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶20份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例4
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，聚氯乙烯13份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入聚氯乙烯13份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例5
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丙烯酸酯橡胶15份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶15份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在开炼机中再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(4)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例6
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶20份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例7
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(3)在开炼机中再加入石英砂6份，白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(4)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例8
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，丙烯酸酯橡胶15份，聚氯乙烯13份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶15份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶20份，聚氯乙烯13份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入白云石8份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例9
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，丙烯酸酯橡胶15份，聚氯乙烯13份，石英砂6份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶15份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶20份，聚氯乙烯13份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,再加入石英砂6份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)在开炼机中继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(6)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
对照例10
(1)按照重要份数，称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，丙烯酸酯橡胶15份，聚氯乙烯13份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份；塑化剂为质量比1:1:1的邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；交联剂为三偏磷酸钠；防老剂为防老剂AW(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氧化喹啉)；硫化剂为硫磺；
(2)在开炼机中加入丙烯酸酯橡胶15份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟，共混后得到基体A；
(3)在密炼机中加入丁腈橡胶20份，聚氯乙烯13份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，45分钟待完全混合，共混后得到基体B；
(4)在开炼机中将共混好的基体A和基体B再相互混炼均匀,继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维40份，在85℃的条件下进行共混，50转/分钟，搅拌20分钟；
(5)将共混胶停放36h，经返炼后出片,按确定的压力、时间制成标准试片,制得样品。
性能测试
分别将实施例1～4和对照例1～10的样品，制备出形状大小完全一致的14块纤维材料。
测试方法：
①将14块复合材料进行人工气候老化试验,即在实验室利用老化箱模拟自然环境条件的某些重要因素,如阳光、温度、湿度、降雨等对试验样品进行的耐候性试验。该类方法通过人工模拟自然气候中的光、水、温度对试样产生作用而得到试验结果；并可通过强化自然气候中某一因素或几种因素的作用而缩短耐候性试验周期,从而获得加快试验进程的效果。由于试验条件可控,试验的重复性也得到了保证。
②将14块纤维材料进行耐高温测试试验，将每种短纤维样品抽取50g士5g。将纤维手工开松后，将其中成束的纤维剔除，使试验样品均为单根分散的纤维，称量约2g士0.2g纤维，并做好标识。从2g样品中抽出0.1g～0.2g纤维，按照GB/T 14337的要求测定试验样品的断裂强力。将恒温鼓风干燥箱升温至280℃。将剩余两组样品平铺于已经做好标识的金属铝薄盒内，蓬松状态下厚度小于1cm。将金属铝薄盒平放入恒温鼓风干燥箱中部。待温度重新升至设定温度时，开始计时。恒温24h后，取出样品并冷却至室温，按照GB/T 14337的要求测定断裂强力。
纤维经过高温处理后的断裂强度保持率λ按以下公式计算：
Figure BDA0002872373050000121
式中：λ为处理后纤维断裂强度保持率，单位为(％)；f1未经处理纤维的平均断裂强力，单位为(cN)；f2处理后纤维的平均断裂强力，单位为(cN)。
断裂强度保持率越高，纤维耐高温性能越好。
实施例1～4和对照例1～10的人工气候老化试验以及耐高温测试试验测试结果如图1所示。
由图1中数据可知，实施例1～4中，均包括丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氯乙烯三种组分，其耐老化性能较佳，尤其是在实施例3中丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氯乙烯的配比下，达到最佳的耐老化效果；
对比例1～3中分别缺失了丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氯乙烯中的一种组分，其耐老化性能有所下降；对比例4～6中分别缺失了丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氯乙烯中的两种组分，其耐老化性能则明显下降，且性能的下降幅度大于缺失一种组分性能下降幅度之和；对比例7中缺失了丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氯乙烯中的全部组分，其耐老化效果最差；因此，丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氯乙烯三种组分之间产生了协同增效的效果。
由图1中数据可知，实施例1～4中，包括石英砂和白云石两种组分，其耐高温性能较佳，尤其是在实施例3中石英砂和白云石的配比下，达到最佳的耐高温效果；
对比例8～9中分别缺失了一种组分，其耐高温性能有所下降；对比例10中缺失了两种组分，其耐高温性能则明显下降，且性能的下降幅度大于缺失一种组分性能下降幅度之和；因此，石英砂和白云石两种组分之间产生了协同增效的效果。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括，
称取原料如下：超高分子量聚乙烯纤维、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯、石英砂、白云石、交联剂、塑化剂、防老剂和硫化剂；
将丙烯酸酯橡胶、交联剂、塑化剂、防老剂、硫化剂加入开炼机中共混，得到基体A；
将丁腈橡胶、聚氯乙烯加入密炼机中共混，得到基体B；
将基体A和基体B加入开炼机中相互混炼均匀，再加入石英砂、白云石共混；
继续加入短切超高分子量聚乙烯纤维共混；
将共混胶停放24～48h，经返炼后出片，制得本发明的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料。
2.如权利要求1所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述称取原料，按照重量份数称取超高分子量聚乙烯纤维30～45份，丁腈橡胶15～23份，丙烯酸酯橡胶12～17份，聚氯乙烯10～15份，石英砂4～7份，白云石5～10份，交联剂4～9份，塑化剂2～5份，防老剂1～2份，硫化剂2～3份。
3.如权利要求1或2所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述称取原料，按照重量份数称取超高分子量聚乙烯纤维40份，丁腈橡胶20份，丙烯酸酯橡胶15份，聚氯乙烯13份，石英砂6份，白云石8份，交联剂7份，塑化剂4份，防老剂2份，硫化剂3份。
4.如权利要求3所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述将丙烯酸酯橡胶、交联剂、塑化剂、防老剂、硫化剂加入开炼机中共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间20分钟。
5.如权利要求1、2或4任一所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述将丁腈橡胶、聚氯乙烯加入密炼机中共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间40～50分钟。
6.如权利要求5所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述加入石英砂、白云石共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间20分钟。
7.如权利要求1、2、4或6任一所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述加入短切超高分子量聚乙烯纤维共混，在80～90℃下共混，转速为30～60转/分钟，搅拌时间20分钟。
8.一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分，超高分子量聚乙烯纤维30～45份，丁腈橡胶15～23份，丙烯酸酯橡胶12～17份，聚氯乙烯10～15份，石英砂4～7份，白云石5～10份，交联剂4～9份，塑化剂2～5份，防老剂1～2份，硫化剂2～3份。
9.如权利要求8所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于：所述塑化剂为邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种。
10.如权利要求8或9所述的耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于：所述硫化剂为二硫代氨基甲酸盐、噻唑类、秋兰类、胶乳中的一种或多种。
CN202011616607.4A 2020-12-30 2020-12-30 一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法 Pending CN112724495A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011616607.4A CN112724495A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011616607.4A CN112724495A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112724495A true CN112724495A (zh) 2021-04-30

Family

ID=75610402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011616607.4A Pending CN112724495A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112724495A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104292510A (zh) * 2013-07-18 2015-01-21 宁波大学 超高分子量聚乙烯纤维/橡胶复合材料及其制备方法
CN107556645A (zh) * 2017-08-15 2018-01-09 广东省石油与精细化工研究院 一种用于充电桩电缆的弹性体绝缘包覆材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104292510A (zh) * 2013-07-18 2015-01-21 宁波大学 超高分子量聚乙烯纤维/橡胶复合材料及其制备方法
CN107556645A (zh) * 2017-08-15 2018-01-09 广东省石油与精细化工研究院 一种用于充电桩电缆的弹性体绝缘包覆材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109251721B (zh) 密封胶及其制备方法
CN105175911A (zh) 一种耐候耐老化板式橡胶支座用橡胶材料
CN112724495A (zh) 一种耐气候性耐高温超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法
CN117024719B (zh) 一种液晶聚合物、纤维及其制备方法、纤维混凝土
CN112778605B (zh) 一种增强型碳纤维超高分子量聚乙烯纤维复合纤维材料及其制备方法
CN110358174A (zh) 一种聚乙烯管道及其制备工艺
CN113046017A (zh) 一种用于电缆密封的绝缘材料及其制备方法
CN108751776A (zh) 一种用于混凝土的防裂抗渗复合材料
CN112795192A (zh) 一种高强度阻燃聚苯硫醚工程塑料及其制备方法
CN109485931B (zh) 一种桥梁减震支座
CN115975463A (zh) 一种风电叶片防护涂料及其制备方法
CN105948594A (zh) 一种利用改性椰壳纤维制备增强防裂水泥砂浆的方法
Zhang et al. Artificial and natural aging of polypropylene used in passenger vehicle bumpers
CN112538256A (zh) 一种耐高温耐磨聚氨酯橡胶复合材料制备方法
CN112745562A (zh) 辐照交联柔韧性耐腐蚀低烟无卤组合物及其制法和应用
CN108440812B (zh) 一种生物工程橡胶及其制备方法
CN105802029A (zh) 一种防晒抗老化橡胶电缆料
CN105623232A (zh) 一种生物降解地膜及其制备方法
CN114231156B (zh) 一种耐超低温防爆油漆的制备方法
CN110280189B (zh) 一种杨木粉的快速液化方法
CN111073298A (zh) 一种用于变电所的阻燃封堵剂及其制备方法和使用方法
CN116655964B (zh) 一种高耐候高刚性聚酰胺复合材料及其制备工艺
CN114276646B (zh) 一种植物墙新材料的配方及其制备方法
CN115772301B (zh) 一种耐扭电缆材料及其制备方法
CN116120751B (zh) 一种风能发电用耐候抗扭转的电缆护套材料及其制备方法

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