[发明专利]光辐照交联超高分子量聚乙烯注塑复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种光辐照交联超高分子量聚乙烯注塑复合材料的制备方法，首先低分子量聚烯烃材料与光交联剂进行复合，复合后的低分子量聚烯烃再与超高分子量聚乙烯复配，制备出光交联超高分子量聚乙烯注塑级复合材料，然后在注塑成型阶段联合紫外辐照技术，实现光交联超高分子量聚乙烯注塑制品的制备。本发明首次将光交联技术应用于超高分子量聚乙烯注塑成型中，制备成超高分子量聚乙烯光交联制品，该方法使得注塑制品耐磨性能显著提升，具备简便、成本低、反应条件温和以及适用基体广泛的特性，具有良好发展前景。

技术领域

本发明属于材料复合领域，具体涉及一种光辐照交联超高分子量聚乙烯注塑复合材料的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国AlliedChemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国于1964年最早研制成功并投入工业生产。限于当时条件，产物分子量约150万左右，随着工艺技术的进步，目前产品分子量可达100万～400万以上。

超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5％，进入80年代以后，增长率高达15％～20％。而我国的平均年增长率在30％以上。1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70％。

超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。

作为高分子材料加工成型工艺的重要方法，注塑技术一直应用于材料的成型加工并且在工业领域占有及其重要的地位，但是由于UHMWPE分子量大、临界剪切粘度低，注塑成型过程中容易分相且极难挤出，到目前为止注塑技术依然没有在UHMWPE领域成功大规模应用。尽快提高UHMW-PE制品的加工技术水平，实现高效率、高产量的工业化连续生产，是我国化工领域急需解决的一个难题。

专利CN102850627公开了一种注塑级碳纤维增强超高分子量聚乙烯及其制备方法，有下列重量份的组分：超高分子量聚乙烯：45～75份；液晶高分子聚合物(LCP)：5～20份；MA-POE：5～10份；碳纤维：15～35份，将所有原料在混合机中混合，经双螺杆挤出机，在200～240℃温度下经双螺杆挤出造粒机挤出造粒即得注塑级碳纤维增强超高分子量聚乙烯，本专利发明注塑级碳纤维增强超高分子量聚乙烯具有超韧、耐低温，高耐磨，高强度，尺寸稳定性好，导电，高刚性等优点，但是使用了液晶高分子以及其他组分，通用性较低且需要双螺杆造粒，成本较高。

专利CN102898825公开了一种UHMWPE/PA66注塑用耐磨合金及其制备方法和用途，该UHMWPE/PA66注塑用耐磨合金是由50～90份PA66、6～40份UHMWPE、1.5～5份相容剂、1～3.5份硅油和1份硅胶粉制成，本专利添加UHMWPE基料份数较低，无法体现材料的优异性能，且无法在此基础上发展其他多功能材料，具有市场局限性。

专利201410039847.0公开了一种膨胀石墨改性的注塑级超高分子量聚乙烯及其制备方法。其由重量比为60～100：5～50：1～10的超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯和膨胀石墨组成；制备方法是将超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯和膨胀石墨加入到橡塑密炼机中密炼，然后通过破碎机破碎，最后挤出造粒。该专利需要挤出造粒，成本较高。