[发明专利]一种耐高温超高分子量聚乙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温超高分子量聚乙烯材料及其制备方法，包括超高分子量聚乙烯100份；润滑剂0.1～5份；填充料10～20份；补强纤维5～20份；填料10～30份，且所述填料为高岭土或者碳酸钙，有益效果：当填料质量份数在10份到20份之间时，能在保证超高分子量聚乙烯的力学性能、加工工艺性能和使用性能的基础上，明显改善其耐高温性能，将超高分子量将超高分子量聚乙烯进行耐高温性能提高20％左右，如果用于受力不大的工作场合时，可以增加填料到30份左右，且本复合材料安全环保，经济绿色。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体来说，涉及一种耐高温超高分子量聚乙烯材料及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯具有非常优异的特性，但是其热变形温度偏低，一般为85℃，这限制了它在较高温度环境中的应用。但是当温度升高时或在高温环境使用时，超高分子量聚乙烯这种材料就会产生形变，影响使用。

目前，国内外对超高分子量聚乙烯的改性研究虽然很多，但都分别侧重于改善其不同方面的性能，例如美国专利中提到一种改性,能在不改变其它性能的基础上改善其成型工艺性能；德国的O Jacobs等对超高分子量聚乙烯纤维进行共混改性，明显的提高了材料的力学性能，使之更加抗蠕变和耐磨损。还有几家大学的研究侧重于超高分子量聚乙烯流动性改性研究，侧重于提高超高分子量聚乙烯耐高温性能的研究不多。

现有技术，虽然使超高分子量聚乙烯的耐高温性能有所提高，但是于此同时其力学性能、加工工艺性能和使用性能等有很大程度的降低，同时不绿色环保。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种耐高温超高分子量聚乙烯材料及其制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种耐高温超高分子量聚乙烯材料，包括：超高分子量聚乙烯100份；润滑剂0.1～5份；填充料10～20份；补强纤维5～20份；填料10～30份，且所述填料为高岭土或者碳酸钙。

一种耐高温超高分子量聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：按比例获取超高分子量聚乙烯与润滑剂，高速搅拌8～15分钟，搅拌的同时，使其加热到至50～70℃；

S2：再将填充料和补强纤维通过偶联剂活化处理；

S3：再加入高岭土或者碳酸钙和已通过偶联剂活化处理的填充料、补强纤维，高速搅拌3～5分钟，得到混合原料；

S4：通过挤出机挤出成型，制成不同规格和形状的复合材料；

S5：当填料为10份高岭土时，复合材料的维卡软化温度为103℃；当填料为10份碳酸钙时，复合材料的维卡软化温度为105℃，得到复合材料的力学性能、加工工艺性能和使用性能最好；

S6：当填料为30份高岭土时，复合材料的维卡软化温度为113℃；当填料为30份碳酸钙时，复合材料的维卡软化温度为111℃，其力学性能有明显的下降趋势。

进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。

进一步的，所述偶联剂活化处理的过程为取填充料或补强纤维的总质量0.5-3.5份的偶联剂，用无水乙醇按照8-12:1的体积比进行稀释偶联剂；边搅拌填充料或补强纤维边加入偶联剂/无水乙醇混合溶液，待溶液全部倒入后继续搅拌数分钟，再放入设定温度70～90℃的烘箱中干燥，取出后研细即可。

进一步的，所述润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸正丁酯、硬脂酸铅中的一种或多种。