本发明专利技术公开一种超高分子量聚乙烯复合材料及其制备方法，所述超高分子量聚乙烯复合材料的原料组成，按质量份数计，包括以下组分：超高分子量聚乙烯100份；润滑剂0.1～10份；填充料10～60份；补强纤维5～40份；纳米无机填料0.1～10份。本发明专利技术超高分子量聚乙烯复合材料解决了超高分子量聚乙烯熔体粘度极高，加工困难的难题，可以通过挤出机挤出成型，制备不同的产品。经过改性的超高分子量聚乙烯复合材料不仅具有高强度、耐冲击、耐磨损、刚性强、表面硬度高、耐化学腐蚀等性能，还具有良好的自润滑性、尺寸稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，主要涉及一种超高分子量聚乙烯复合材料及其制备 方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯（UHMWPE)是粘均分子量大于150万的聚乙烯（PE)，是一种自润 滑高分子材料，它以高的机械强度和抗冲击性，低的摩擦系数与良好的耐磨性而著称。它极 高的分子量、高度缠绕的链段结构赋予其优异的力学性能、耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化 学腐蚀等性能。而且，UHMWPE耐低温性能优异，在-40°C时仍具有较高的冲击强度，甚至可 在-269°C下使用。但是，现有的超高分子量聚乙烯树脂存在着加工成形性差、屈挠性差、脆 性大容易折断等缺陷，不太适合用于制备对屈挠要求比较高的传输带类产品，如无纤维芯 的同步带、平面传动带、输送带等。 因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯复合材 料及其制备方法，所述超高分子量聚乙烯复合材料通过在超高分子量聚乙烯中加入纳米级 无机填料、润滑剂进行改性，解决了超高分子量聚乙烯熔体粘度极高，加工困难的难题，加 入聚乙烯使超高分子量聚乙烯复合材料的韧性提高，具有较好的屈挠性。旨在提供一种可 用于制备机械强度高、耐磨损性能好、屈挠性能好，并且可通过挤出成型的超高分子量聚乙 稀复合材料。 本专利技术的技术方案如下： -种超高分子量聚乙烯复合材料，其中，其原料组成，按质量份数计，包括以下组 分： 超高分子量聚乙烯100份； 聚乙烯 10 ~ 90份; 润滑剂 0.1?10份； 填充料 10?60份； 纳米无机填料 0.1?10份。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料，其中，所述超高分子量聚乙烯为平均分子量 为150万?800万。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料，其中，所述聚乙烯为高压聚乙烯、低压聚乙烯 中的一种或多种。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料，其中，所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、 硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的一种或多种；所述填充料为玻璃微珠、陶瓷微珠、氧化 错、碳化娃、碳化硼中的一种或多种；所述纳米无机填料为纳米二氧化娃、纳米氧化错、纳米 滑石粉、纳米碳酸钙、纳米蒙脱土中的一种或多种。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料，其中，所述填充料经过偶联剂活化处理。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料，其中，所述偶联剂活化处理的过程为取填充 料的总质量〇. 5-3. 5%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°C?IKTC的烘箱中干燥，取出后研细，备用； 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。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料，其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。 -种如上所述的超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，其中，包括以下步骤： 按比例获取超高分子量聚乙烯与润滑剂，高速搅拌至40?60°C或8?15分钟； 再加入聚乙烯、纳米无机填料和已通过偶联剂活化处理的填充料，高速搅拌3?5分钟，出 料备用；通过挤出机挤出成型； 其中，挤出机的温度从输送段到机头模依次为125±5°C，160±5°C，250?290°C， 230 ?265°C，180 ?220°C，190 ?235°C，195 ?240°C，200 ?250°C，190 ?235°C。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，其中，所述偶联剂活化处理的过 程为取填充料的总质量〇. 5-3. 5%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°C?IKTC的烘箱中干燥，取出后研细，备用； 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。 所述的超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂 KH550。 有益效果：超高分子量聚乙烯是一种自润滑高分子材料，它以高的机械强度和抗 冲击性，低的摩擦系数与良好的耐磨性而著称。而超高分子量聚乙烯纤维又称高强、高模聚 乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，比强度是同等截面钢丝的十多倍，而 整体片状将会比纤维具有更高的强度。本专利技术所述的超高分子量聚乙烯复合材料采用超高 分子量聚乙烯为原料，加入纳米级无机填料、润滑剂进行改性，解决了超高分子量聚乙烯熔 体粘度极高，加工困难的难题，可通过挤出成型。加入聚乙烯使超高分子量聚乙烯复合材料 的韧性提高，具有较好的屈挠性。所制备得到的复合材料具有高的机械强度和耐冲击性，优 良的耐磨损性、屈挠性与耐化学腐蚀性，并且可通过挤出成型，可用于生产同步带、平面传 动带、输送带等传输带。采用本专利技术超高分子量聚乙烯复合材料制备得到的传输带，其耐磨 损性与现有最耐磨的聚氨酯材料同步带、平面传动带相比，使用寿命提高近2倍，显著提高 了传输带的使用寿命。而且，采用本专利技术所述复合材料生产传输带一体成型，无需另外添加 纤维作为骨架，生产方法简单，也降低了生产成本。【具体实施方式】 本专利技术提供，为使本专利技术的目的、 技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的 具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 本专利技术所提供的一种超高分子量聚乙烯复合材料，是以超高分子量聚乙烯为原 料，可用于采用挤出工艺制备产品。具体地，所述超高分子量聚乙烯复合材料的原料组成， 按质量分数计，包括以下组分： 1、 超高分子量聚乙烯100份； 2、 聚乙烯 10 ~ 90份; 3、 润滑剂 0.卜10份； 4、 填充料 10?60份； 5、 纳米无机填料 0.卜10份。 所述超高分子量聚乙烯为150万以上的超高分子量聚乙烯，优选地平均分子量为 150万?800万。本专利技术中加入了纳米级无机填料、润滑剂对所述超高分子量聚乙烯进行改 性，解决了所述超高分子量聚乙烯熔体粘度极高，加工困难的难题，使其可以通过挤出机挤 出成型，制备不同的产品。 所述聚乙烯为高压聚乙烯、低压聚乙烯。优选地为高压聚乙烯。本专利技术中加入高 压聚乙烯与所超高分子量聚乙烯共混，提高了聚合物的断裂伸长率和韧性，解决了超高分 子量聚乙烯屈挠性差、脆性大容易折断等缺陷，使本专利技术超高分子量聚乙烯复合材料制成 的产品具有良好的屈挠性能。 所述润滑剂可以选取聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的 一种或多种。润滑剂充分吸附在超高分子量聚乙烯粉料表面，在聚合物内部起着降低聚合 物分子间内聚力的作用，从而改善超高分子量聚乙烯熔料的内摩擦生热和熔体的流动性。 所述填充料可以选取玻璃微珠、陶瓷微珠、氧化铝、碳化硅、碳化硼中的一种或多 种。填充料可以提高所述复合材料的整体性能，可使制品表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强 度、热变形温度得以较好地改善；具有一定的补强作用，增加所述复合材料的强度和耐磨 性；还可以提高复合材料的摩擦系数，以适应传动皮带所需的适度摩擦力。所述填充料在投 入使用前会经过偶联剂活化处理的。由于偶联剂极性基团的存在，在填充料和超高分子量 聚乙烯分子链间的范德华力由单纯的色分散力转变为色分散力加诱导力，再加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，其原料组成，按质量份数计，包括以下组分：超高分子量聚乙烯 100份；润滑剂 0.1～10份；填充料 10～60份；补强纤维 5～40份；纳米无机填料 0.1～10份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林广成，
申请(专利权)人：广东特固力士工业皮带有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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