[发明专利]一种高分子复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，特别涉及一种由高分子聚乙烯与高分子陶瓷组成的高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

高分子量聚乙烯管全称为超高分子量聚乙烯管，是由高分子量聚乙烯为原材料配以各种助剂，经过专用挤出机挤出成型，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。是我国优先发展的高新技术产业化重点领域推广项目。

复合材料是含多种组分的材料，是由有机高分子、无机非金属或金属等原材料复合而成的一种多相材料，其特点是它不仅能保持其原组分的部分特性，而且还具有原组分所不具备的某些性能，如它可以通过选择设计，使原组分的性能互相补充，以形成具有新的优异性能的材料。

塑料是一类以天然或合成树脂为基本原料，在一定温度、压力下可塑制成形，并在常温下能保持其形状不变的高聚物材料。

塑料的优点：相对密度小(一般为0.9～2.3)；耐蚀性、电绝缘性、减摩、耐磨性好；有消音吸振性能。

塑料的缺点：刚性差(为钢铁材料的1/100～1/10)，强度低；耐热性差、热膨胀系数大(是钢铁的10倍)、导热系数小(只有金属的1/200～1/600)；蠕变温度低、易老化。

陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称，以共价键或(和)离子键为主要结合键。

陶瓷材料的性能特点：密度小、熔点高、弹性模量大、化学稳定性高；硬度高、耐磨损、强度高、高温抗蠕变能力强；耐高温、耐氧化、耐腐蚀；塑性和韧性较低(陶瓷材料最大的弱点)；是良好的绝缘体，可用于隔电的绝缘材料；具有介电特性，可作为电器的介质；功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。

复合材料(Composite Material)复合材料是由两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。复合材料的组成是由基体+增强体组成。基体，是复合材料的主体，即自身保持连续而包围增强的材料，可以是金属、高分子或陶瓷材料中的一种。而增强体则是分散分布在基体中，也可称为分散相。可以是陶瓷、高分子或金属材料中的一种，以不同形态加入：颗粒、纤维、晶须或片状，分布方式可以是定向和随机的。它是由基体(Matrix)、增强项(Reinforcement)和两者之间的界面(Interface)组成。复合材料的基体是指复合材料中的连续相(Continuous Phase)，起到粘结剂作用。在复合材料形成过程中，基体经过复杂的物理、化学变化，与增强体复合成具有一定形状的整天。因而基体直接影响复合材料的性能。基体主要分为聚合物、金属、陶瓷、水泥和碳等。复合材料的增强体是指在复合材料中增加强度、改善性能的组分。增强体分为纤维、晶须和颗粒。它是由基体(Matrix)、增强项(Reinforcement)和两者之间的界面(Interface)组成。复合材料特点：①比强度和比弹性模量高(普遍高于常用金属材料)；②抗疲劳与断裂安全性能好；③减摩耐磨、自润滑性能好；④破损安全性好；⑤化学稳定性好。

但是目前复合材料也存在一些问题，如断裂伸长小、冲击韧性较差，而且有些复合材料属于各向异性材料，其横向拉伸强度和层间剪切强度不高。复合材料制造成本比较高，使复合材料应用受到一定限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高分子复合材料，其特征在于：按重量份计包含高分子聚乙烯75～165份和高分子陶瓷粉体10～32份组成。

本发明的高分子复合材料中还包括稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂或抗冲加工助剂中的至少一种。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述一种高分子复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A配料：分别称量原料高分子聚乙烯75～165份、高分子陶瓷粉体10～32份；

B混料：将高分子聚乙烯与高分子陶瓷粉体混合、搅匀；

C添加助剂，如稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂或抗冲加工助剂中的至少一种。

D挤塑：将步骤C得到的混合物通过单挤出、造粒。

进一步的，聚氯乙烯复合材料中还可加入塑料常用助剂，如稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂或抗冲加工助剂中的至少一种。