【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料改性与加工，尤其是涉及一种耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料及其制备方法。
技术介绍
1、托辊是带式输送机的重要部件，主要用于支撑输送带和物料重量。托辊通过输送带与托辊之间的摩擦力带动托辊管体、轴承座及轴承外圈、密封圈做旋转运动，与输送带一起实现物流的传输，因此托辊的质量尤为重要。托辊从材质上可分为钢质和塑料托辊两种，传统托辊普遍为钢制辊，存在重量重、易锈蚀、使用寿命短、运行阻力大等缺点。
2、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)是分子量在150万以上的无支链线性聚乙烯。uhmwpe是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，不仅具有超强的耐磨性、自润滑性，同时强度比较高、化学性质稳定并且抗老化性能强。然而，uhmwpe熔融状态的粘度较高，流动性极差，熔体指数几乎为零，因此很难采用一般的机械加工方法进行加工，加工成型效率低；同时，作为托辊类工程摩擦材料时，其热变形温度较低，摩擦过程中产生的热量易使其在外加应力作用下发生较大程度的变形，进而影响实际使用。
3、目前，研究者已开展大量工作来提升uhmwpe的加工流动性及耐热性；例如，王庆昭等采用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵对蒙脱土(mmt)进行处理，并将其引入uhmwpe基体，获得了具有一定流动性的uhmwpe/mmt纳米复合材料；杨伟鑫等采用线型低密度聚乙烯(lldpe)对uhmwpe进行改性，改善了体系的加工流动性，但共混材料屈服强度及弯曲强度有所降低；郝绘坤等采用硅藻土和滑石粉填充uhmwpe，当填充物质量分数为10％时，复合材料的
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料及其制备方法，该制备方法能够制得可高速挤出成型并且具有优异的耐高温以及力学强度的uhmwpe托辊材料。
2、本专利技术提供一种耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，包括如下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份，抗氧剂0.05-5份，耐高温工程塑料5-50份，相容剂1-10份和自组装成核剂0.05-2份。
3、优选地，本专利技术的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，包括如下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份，抗氧剂0.3-1份，耐高温工程塑料10-40份，相容剂5-10份和自组装成核剂0.5-2份。
4、进一步优选地，本专利技术的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，包括如下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份，抗氧剂0.5-1份，耐高温工程塑料20-40份，相容剂7-10份和自组装成核剂1-2份。
5、在本专利技术中，超高分子量聚乙烯的分子量为150-1000万，优选为200-600万，进一步优选为300-400万。
6、在本专利技术中，抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即irganox1010)、n,n'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺(即irganox1098)、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯(即irganox 1076)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(即bht/264)中的至少一种，优选为irganox1010、irganox 1098、irganox 1076中的至少一种。
7、在本专利技术中，耐高温工程塑料选自聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12和尼龙1010中的至少一种，优选为聚碳酸酯、尼龙6、尼龙12中的至少一种。
8、在本专利技术中，相容剂选自马来酸酐接枝低密度聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝高密度聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃弹性体中的至少一种，优选为马来酸酐接枝低密度聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的至少一种。
9、在本专利技术中，自组装成核剂选自己二酸二苯甲酰肼、癸二酸二苯甲酰肼、n,n′,n″-三环己基-1,3,5-苯三甲酰胺和稀土成核剂wbj-ii中的至少一种，优选为己二酸二苯甲酰肼、癸二酸二苯甲酰肼、稀土成核剂wbj-ii中的至少一种。
10、本专利技术还提供上述耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料的制备方法，包括如下步骤：
11、s1：将100份超高分子量聚乙烯置于高压釜内，向釜体内充入超临界co2，在预设温度和预设压力下保持预设时间后，冷却、泄压，获得分子解缠的超高分子量聚乙烯；
12、s2：将100份分子解缠的超高分子量聚乙烯、0.05-5份抗氧剂、5-50份耐高温工程塑料、1-10份相容剂、0.05-2份自组装成核剂混合均匀，随后采用双螺杆挤出机熔融混炼，挤出造粒，制得耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料。
13、具体地，步骤s1中，预设温度为80-160℃，优选为100-150℃，进一步优选为120-150℃；预设压力为5-22mpa，优选为10-20mpa，进一步优选为15-20mpa；预设时间为0.5-4h，优选为1-4h，进一步优选为2-4h。
14、步骤s2中，双螺杆挤出机的螺杆转速为50-200r/min，优选为60-200r/min，进一步优选为100-200r/min；料筒温度为180-300℃，优选为220-280℃，进一步优选为250-280℃。
15、本专利技术制备方法制得的耐高温uhmwpe托辊材料，熔融指数可由纯uhmwpe的约0g/10min提升至4.6-9.7g/10min，托辊筒体管生产效率较纯uhmwpe提升3.5-20.6倍，热变形温度提升20.3-61.1％，力学强度提升25.7-90.1％，缺口冲击强度保持率>80％。
16、本专利技术的实施，至少具有以下优势：
17、1、本专利技术利用超临界co2流体极强的扩散、溶解与渗透能力，将其作为uhmwpe的绿色环保分子解缠助剂，通过高温高压条件下超临界co2流体对uhmwpe的高效溶胀效应，促使大分子链间距离大幅增加，进而发生分子解缠；在随后的泄压过程中，uhmwpe内部超临界co2流体快速气化并逸出，诱使uhmwpe急剧膨胀，大分子链间距离进一步增大，链间缠结得以进一步减弱，从而赋予uhmwpe优异的熔体流动性及热塑加工性；同时，解缠剂co2可完全从基体中逸出而无残留，不会损伤uhmwpe自身优异的力学性能；
18、2、经超临界co2分子解缠后的uhmwpe，在后续熔融加工过程中，其分子链运动及扩散能力增强，有利于其与相容剂及耐高温工程塑料间的界面分子扩散，进而形成界面分子缠结结构；同时，相容剂分子链的酸酐及环氧基团可与工程塑料端羟基、端氨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份，抗氧剂0.05-5份，耐高温工程塑料5-50份，相容剂1-10份和自组装成核剂0.05-2份。
2.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份，抗氧剂0.3-1份，耐高温工程塑料10-40份，相容剂5-10份和自组装成核剂0.5-2份。
3.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，超高分子量聚乙烯的分子量为150-1000万。
4.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，耐高温工程塑料选自聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、
6.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，相容剂选自马来酸酐接枝低密度聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝高密度聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃弹性体中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，自组装成核剂选自己二酸二苯甲酰肼、癸二酸二苯甲酰肼、N,N′,N″-三环己基-1,3,5-苯三甲酰胺和稀土成核剂WBJ-II中的至少一种。
8.权利要求1-7任一所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，预设温度为80-160℃，预设压力为5-22MPa，预设时间为0.5-4h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，双螺杆挤出机的螺杆转速为50-200r/min，料筒温度为180-300℃。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份，抗氧剂0.05-5份，耐高温工程塑料5-50份，相容剂1-10份和自组装成核剂0.05-2份。
2.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份，抗氧剂0.3-1份，耐高温工程塑料10-40份，相容剂5-10份和自组装成核剂0.5-2份。
3.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，超高分子量聚乙烯的分子量为150-1000万。
4.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、n,n'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐高温超高分子量聚乙烯托辊材料，其特征在于，耐高温工程塑料选自聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二...
【专利技术属性】
技术研发人员：严成龙，郑义全，王俊，谢丽娟，徐茂炎，龙钊永，
申请(专利权)人：攀枝花钢城集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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