高山雪板板底多孔复合材料及其加工方法技术

本发明专利技术提出一种高山雪板板底多孔复合材料，其包括多孔储油颗粒、二维材料和超高分子量聚乙烯。该复合材料具有优异的耐磨性和润滑性能，加工工艺简单，成本较低。成本较低。成本较低。

【技术实现步骤摘要】
高山雪板板底多孔复合材料及其加工方法


[0001]本专利技术涉及运动器械
，具体涉及一种高山雪板板底多孔复合材料及其加工方法。

技术介绍

[0002]运动装备是开展竞技体育活动的一大关键要素。越野滑雪项目是特定环境下借助器械的体育运动，近年来随着专业装备科技含量的不断增加，雪板、雪杖、雪蜡等相关器材及辅助产品的选择极大地影响运动员的比赛成绩，及时引进、吸收相关科学研究成果已成为提高雪上项目的运动表现和预防损伤的关键因素之一。运动科学的相关研究表明，高性能雪板的使用已成为赢得比赛的重要因素。而我国对高性能雪板相关研究匮乏的不利因素现已成为制约该项目快速发展的基础性瓶颈，因此加快高性能雪板相关材料研发的前进步伐，不仅能够夯实项目发展的基础，还能为越野滑雪项目的良性发展提供强有力的推动。
[0003]传统的雪板板底材料是将聚乙烯材料、采用挤压或烧结的方法制备。挤压板底是聚乙烯颗粒材料通过极高温度融化后被机器压到合适的厚度，最后形成一块完全平整的聚乙烯整体。烧结板底也是使用聚乙烯，通过极高的压力直接挤压聚乙烯颗粒，结果就是一块连在一起的整体，且整块板底含有大量小气孔。传统的雪板板底需要进行打蜡处理，才能在使用过程中提供良好的润滑作用。虽然烧结板底因为多孔结构，相比挤压板底而言，是理想的板蜡附着材料，但雪蜡的附着有限，且在滑行过程中表层雪蜡会逐渐被消耗，从而影响雪板的滑行速度。另一方面，聚乙烯在滑行过程中的磨损使得板底表面纹路变浅甚至消失，降低了纹路处理的减阻排污效果。
[0004]针对现有雪板板底材料存在的问题，本专利技术提出选用耐磨性优异的超高分子量聚乙烯为板底基体材料，将多孔储油颗粒、二维材料作为添加剂，采用烧结法制备雪板板底材料。本专利技术提供的这种板底材料，在滑行过程中多孔储油颗粒自动释放润滑剂，与二维材料共同发挥润滑作用，并在整个滑行过程中保证这种润滑作用，有效避免单独使用雪蜡的产品的局限性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种高山雪板板底多孔复合材料，具有优异的耐磨性和润滑性能，加工工艺简单，成本较低。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高山雪板板底多孔复合材料，其包括多孔储油颗粒、二维材料和超高分子量聚乙烯。
[0007]其中，复合材料中多孔储油颗粒的质量分数为0.01％
‑
20％。
[0008]其中，复合材料中二维材料的质量分数为0
‑
15％。
[0009]其中，多孔储油颗粒可以为含低温液体润滑剂的微胶囊、膨胀石墨、活性炭中的一种或多种组合。
[0010]其中，二维材料可以为石墨烯、黑磷、二硫化钼中的一种或几种组合。
[0011]其中，超高分子量聚乙烯的分子量范围为150万
‑
1000万。
[0012]其中，低温润滑剂为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑二氰胺盐、亚磷酸三丁酯、二甲基硅油、聚乙二醇400双油酸酯、美孚AN5、液体石蜡、1
‑
甲基
‑3‑
丁基咪唑硝酸盐、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
[0013]其中，所述复合材料中还可以加入造孔剂，如加入造孔剂，其添加质量分数为0.01％
‑
20％。
[0014]其中，所述造孔剂为氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、阿拉伯胶、藻蛋白酸钠、明胶、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种按照任意比例组成。
[0015]本专利技术还提供上述高山雪板底复合材料的加工方法，具体为：
[0016]第一步，按比例称取储油颗粒、二维材料、造孔剂和超高分子量聚乙烯固态粉末，用球磨机混合；
[0017]第二步，第一步混合后的粉末在温度T1和压力P1下成型；
[0018]第三步，在温度T2和压力P2下形成致密坚实体；
[0019]第四步，通过铣床切削成所需的高山雪板板底薄片。
[0020]其中，T1为室温、P1为1
‑
10MPa。
[0021]其中，T2为160
‑
260℃、P2为2
‑
20MPa。
[0022]本专利技术的有益效果
[0023]本专利技术提供的高山雪板板底多孔复合材料具有优异的耐磨性和润滑性能，一方面，含低温润滑剂的储油颗粒、二维材料的加入，提高了材料的机械性能和润滑性能，另一方面，加工过程中造孔剂的使用增大了复合材料的孔隙率，使得板底吸蜡性能得到很大提升。
[0024]另外，本专利技术提供的一种高山雪板板底多孔复合材料的加工工艺简单，成本较低，是一种具有很好应用前景的雪板板底材料。
附图说明
[0025]图1为实施例1制备的多孔复合材料实物图；
[0026]图2为实施例1制备的多孔复合材的料摩擦系数；
[0027]图3为实施例3用于本专利技术多孔复合材料的储油颗粒膨胀石墨的实物图；
[0028]图4为实施例3制备的多孔复合材料实物图；
[0029]图5为实施例3多孔复合材料的摩擦系数。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供一种高山雪板板底多孔复合材料，其包括多孔储油颗粒、二维材料和超高分子量聚乙烯。
[0031]其中，复合材料中多孔储油颗粒的质量分数为0.01％
‑
20％。
[0032]其中，复合材料中二维材料的质量分数为0
‑
15％。
[0033]其中，多孔储油颗粒可以为含低温液体润滑剂的微胶囊、膨胀石墨、活性炭中的一种或多种组合。
[0034]其中，二维材料可以为石墨烯、黑磷、二硫化钼中的一种或几种组合。
[0035]其中，超高分子量聚乙烯的分子量范围为150万
‑
1000万。
[0036]其中，低温润滑剂为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑二氰胺盐、亚磷酸三丁酯、二甲基硅油、聚乙二醇400双油酸酯、美孚AN5、液体石蜡、1
‑
甲基
‑3‑
丁基咪唑硝酸盐、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
[0037]所述复合材料中还可以加入造孔剂，造孔剂的添加质量分数为0.01％
‑
20％。
[0038]所述造孔剂为氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、阿拉伯胶、藻蛋白酸钠、明胶、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种按照任意比例组成。
[0039]本专利技术还提供上述高山雪板底复合材料的加工方法，具体为：
[0040]第一步，按比例称取储油颗粒、二维材料、造孔剂和超高分子量聚乙烯固态粉末，用球磨机混合；
[0041]第二步，第一步混合后的粉末在温度T1和压力P1下成型；
[0042]第三步，在温度T2和压力P2下形成致密坚实体；
[0043]第四步，通过铣床切削成所需的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高山雪板板底多孔复合材料，其特征在于：包括多孔储油颗粒、二维材料和超高分子量聚乙烯。2.如权利要求1所述高山雪板板底多孔复合材料，其特征在于：所述复合材料中多孔储油颗粒的质量分数为0.01％
‑
20％。3.如权利要求1或2所述高山雪板板底多孔复合材料，其特征在于：所述复合材料中二维材料的质量分数为0
‑
15％。4.如权利要求1或2所述高山雪板板底多孔复合材料，其特征在于：所述多孔储油颗粒可以为含低温液体润滑剂的微胶囊、膨胀石墨、活性炭中的一种或多种组合。5.如权利要求1或2所述高山雪板板底多孔复合材料，其特征在于：所述二维材料可以为石墨烯、黑磷、二硫化钼中的一种或几种组合。6.如权利要求1或2所述高山雪板板底多孔复合材料，其特征在于：所述低温润滑剂为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑二氰胺盐、亚磷酸三丁酯、二甲基硅油、聚乙二醇400双油酸酯、美孚AN5、液体石蜡、1
‑
甲基
‑3‑
丁基咪唑硝酸盐、3

【专利技术属性】
技术研发人员：张琳，汪家道，解国新，马丽然，雒建斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：