[发明专利]一种改性陶瓷粉/高密度聚乙烯耐磨材料及其制备方法

摘要

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种改性陶瓷粉/高密度聚乙烯耐磨材料及其制备方法，原料为陶瓷粉、高密度聚乙烯和分散剂，其中分散剂为硅油。为改善陶瓷粉的分散及其与高密度聚乙烯基体的界面结合，对陶瓷粉进行了聚合物接枝改性。利用双螺杆挤出机和注射机熔融挤出注射成型法制备得到。本发明所述改性陶瓷粉/高密度聚乙烯耐磨材料原料易得，价格便宜，易于实现大规模生产。且利用该法制备的材料显著提高了高密度聚乙烯的耐磨性，尤其是在有水介质存在的工况下，将进一步拓宽高密度聚乙烯作为排水给水、农田灌溉等领域的应用范围。

主权项

1.一种改性陶瓷粉/高密度聚乙烯耐磨材料的制备方法，其特征在于：由以下质量份数的原料制备而成：高密度聚乙烯80~95份，改性陶瓷粉5~20份，分散剂质量为改性陶瓷粉质量的10%；改性陶瓷粉的制备方法如下：步骤一：陶瓷粉的活化首先配制体积分数95%的乙醇水溶液，并用盐酸调节溶液pH值至4～5，而后加入3.5ml乙烯基三乙氧基硅烷静置半小时；将35g干燥至恒重的陶瓷粉加入到上述溶液中，超声分散后移入80℃水浴加热并磁力搅拌4h；反应结束后将产物多次离心、洗涤、干燥后得到活化的陶瓷粉；步骤二：接枝聚丙烯酰胺称取32.4g干燥至恒重的步骤一活化处理后的陶瓷粉超声分散于400ml蒸馏水中,而后加入14.2g丙烯酰胺单体，继续超声分散均匀后转入集热式恒温加热磁力搅拌器中水浴加热至30℃，使丙烯酰胺单体溶解；将0.228g的过硫酸铵和0.104g的亚硫酸氢钠溶解于5ml蒸馏水中后加入到溶液中，逐渐升温至85℃并磁力搅拌4h；反应结束后对溶液进行离心并用丙酮洗涤去除均聚物，再进行离心、洗涤、干燥后得到聚丙烯酰胺接枝改性的陶瓷粉；所述聚乙烯耐磨材料的制备按照如下步骤进行：1）将干燥至恒重的改性陶瓷粉、高密度聚乙烯和分散剂按照配比配制成各组分原料后机械混合均匀；2）将混合均匀的原料加入双螺杆挤出机中熔融共混后挤出，其中双螺杆挤机的挤出工艺为：一区温控为130~135℃、二区温控为135~140℃、三区温控为140~145℃、四区温控为145~150℃，螺杆转数为30r/min，循环时间为7min；3）将步骤2）中挤出物料注射成型，其中注射成型工艺为：模具温度为60℃，注射筒温度为170℃，注射压力为0.2~0.3MPa,保压压力为0.2~0.3MPa,注射时间为20s，合模时间为22s。