[发明专利]一种改性超高分子量聚乙烯复合材料

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种改性超高分子量聚乙烯复合材料。

背景技术

聚乙烯是应用最广泛也是产量最大的合成树脂之一，主要应用于工农业生产及人类生活的各个方面。聚乙烯种类繁多，按照分子量的不同可以分为：低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯是一种分子量在150万以上的、线性结构的、具有优异的耐摩擦性、耐冲击性、自润滑性、耐化学药品性、耐低温、卫生无毒、拉伸强度高等性能的热塑性工程塑料，在工业、农业、医疗、建筑、化工和国防等领域应用广泛，但其表面硬度低、热变形温度低、抗磨粒磨损和抗疲劳磨损性能差。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨性能、表面硬度高的改性超高分子量聚乙烯复合材料。

为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种改性超高分子量聚乙烯复合材料，所述复合材料80-120份超高分子量聚乙烯、7-12份纳米二氧化硅、5-10份玻璃微珠、0.1-0.8份硅烷偶联剂组成。

优选地，复合材料90-100份超高分子量聚乙烯、8-11份纳米二氧化硅、6-9份玻璃微珠、0.1-0.5份硅烷偶联剂组成。

优选地，复合材料100份超高分子量聚乙烯、8份纳米二氧化硅、8份玻璃微珠、0.2份硅烷偶联剂组成。

优选地，超高分子量聚乙烯的相对分子质量为200-300万。

本发明的有益效果：

本发明在超高分子量聚乙烯中添加纳米二氧化硅和玻璃微珠，纳米二氧化硅颗粒和玻璃微珠能阻断犁沟的扩展及塑性变形，阻止磨粒的嵌入和切削。填充适量的纳米二氧化硅颗粒能改善超高分子量聚乙烯的摩擦磨损和抗冲蚀性能；而玻璃微珠能在一定程度性能提高超高分子量聚乙烯的热稳定性和抗摩擦蠕变性能。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种改性超高分子量聚乙烯复合材料，所述复合材料80份超高分子量聚乙烯、7份纳米二氧化硅、5份玻璃微珠、0.1份硅烷偶联剂组成。其中超高分子量聚乙烯的相对分子质量为200-300万。

一种改性超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤:

(1)将纳米二氧化硅和玻璃微珠恒温干燥至恒重，然后称重；

(2)将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，并与纳米二氧化硅、玻璃微珠混合搅拌均匀，然后在超声波震荡仪中震荡分散30min，在烘干至恒重，研磨；

(3)将步骤(2)制备的混合物与超高分子量聚乙烯混合，放入多向运动混料机中混料8h；

(4)将步骤(3)制备的混料放入模具中，对模具进行预压，使模具内的混合料分布更均匀；

(5)将模具逐渐加热到200℃，保持模内压力为20Mpa,保温15min；

(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。

实施例2

一种改性超高分子量聚乙烯复合材料，所述复合材料120份超高分子量聚乙烯、12份纳米二氧化硅、10份玻璃微珠、0.3份硅烷偶联剂组成。其中超高分子量聚乙烯的相对分子质量为200-300万。

一种改性超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤:

(1)将纳米二氧化硅和玻璃微珠恒温干燥至恒重，然后称重；

(2)将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，并与纳米二氧化硅、玻璃微珠混合搅拌均匀，然后在超声波震荡仪中震荡分散40min，在烘干至恒重，研磨；

(3)将步骤(2)制备的混合物与超高分子量聚乙烯混合，放入多向运动混料机中混料12h；

(4)将步骤(3)制备的混料放入模具中，对模具进行预压，使模具内的混合料分布更均匀；

(5)将模具逐渐加热到220℃，保持模内压力为35Mpa,保温20min；

(6)冷却脱模，保温结束后保压冷却室温后即可脱模取出成品。

实施例3

一种改性超高分子量聚乙烯复合材料，所述复合材料100份超高分子量聚乙烯、9份纳米二氧化硅、7份玻璃微珠、0.5份硅烷偶联剂组成。其中超高分子量聚乙烯的相对分子质量为200-300万。

一种改性超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤:

(1)将纳米二氧化硅和玻璃微珠恒温干燥至恒重，然后称重；