[发明专利]一种耐磨抗刮擦超高分子聚乙烯复合板材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高分子聚乙烯复合板材及其制备方法，尤其是涉及一种耐磨抗刮擦超高分子聚乙烯复合板材及其制备方法。

背景技术

冶金、陶瓷、发电、矿山等工业大量使用球磨机、粉碎机，作为生产过程中的关键设备，其运行寿命对生产成本有很大影响。传统的球磨机、粉碎机内衬主要采用金属合金材料，也有用耐磨砖或普通尼龙板等材料的。金属材料硬度高、抗刮擦性好，但重量重，不耐腐蚀；耐磨砖抗腐蚀性强，但抗刮擦性较差，这几种材料的使用寿命都较短，一般2-3个月就需要更换。

传统的矿石装载运输车及环卫垃圾车箱体为金属材料，不耐腐蚀，装卸过程中，易被砸变形，维修不便，使用寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种耐磨损、抗刮擦、耐腐蚀的耐磨抗刮擦超高分子聚乙烯复合板材及其制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明之耐磨抗刮擦超高分子聚乙烯复合板材，由以下重量百分比的原料制成：超高分子量聚乙烯100份、耐磨剂10～20份、减磨剂10～20份、润滑剂2～8份、抗氧剂0.5～1份。

进一步，所述超高分子量聚乙烯作基材，其分子量为300～900万。

进一步，所述耐磨剂为碳纤维、聚四氟乙烯的一种或两种。

进一步，所述减磨剂为碳化硅、石墨的一种或两种，更优选碳化硅。

进一步，所述润滑剂为硅酮、二硫化钼的一种或两种。

进一步，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010复配物。

进一步，抗氧剂168和抗氧剂1010的质量比为2:1～1:1。

本发明之耐磨抗刮擦超高分子聚乙烯复合板材的制备方法，包括以下步骤：将耐磨剂、减磨剂、润滑剂及抗氧剂、超高分子量聚乙烯按比例混合均匀（优选采用700～1400rpm的转速高速混合）后，装入模具模压，加热至熔融温度220～250℃，加压到5～10MPa，保持30～45min，冷却20-30min，开模，得到复合板材。

本发明之耐磨抗刮擦超高分子聚乙烯复合板材，可以满足矿山、环卫垃圾装备对耐腐蚀、抗刮擦、耐磨损的特殊要求，作为球磨机、粉碎机、矿山装载运输车、环卫垃圾车等相关装备内衬材料，可以延长矿山、环卫装备使用寿命。

本发明选用的超高分子量聚乙烯作基材具有优异的耐磨性、可载性及良好的抗刮擦性。用碳化硅、石墨作减磨剂，可提高材料的硬度与抗刮性能，以碳纤维、聚四氟乙烯作耐磨剂，能提高材料的耐磨性，用固体润滑剂，能提高材料的润滑性能。

本发明制备的超高分子聚乙烯复合板材，具有优异的耐磨损、抗刮擦及耐腐蚀性，其使用寿命是金属复合材料的3-4倍。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

以100份超高分子量聚乙烯（分子量为300万）、聚四氟乙烯、硅酮、二硫化钼、抗氧剂等按表1中比例复配，经1000rpm高速混合后，装入预热的模具中，加热至225℃，压力为5MPa，保压保温30min，冷却时间30min，开模，得到复合板材。

从成品本体取样，测摩擦系数及磨耗。摩擦系数测试按GB/T 10006、滑动摩擦磨损试验按GB3960-88标准执行。

（现有技术中采用金属材料，在潮湿的空气中容易生锈，耐腐蚀性较差，而非金属材料可避免这一现象发生，故具有耐腐蚀性。）

各实施例原料配比及所得板材性能测试结果列于表1中。实施例中用的抗氧剂中，抗氧剂168和抗氧剂1010的质量比为1:1。（实施例1中为未加减磨剂的对比例，实施例2为未加耐磨剂的对比例）

本发明实施例3－8的滑动摩擦磨损和磨擦系数较小，现有技术中，使用的金属材料的摩擦系数与被磨体相关，金属材料与非金属材料如尼龙的摩擦系数在0.8-1之间。

各实施例中所得产品，经实际应用，使用3年无磨损。