本发明专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯复合板材，包括，UHMWPE层，橡胶层以及在UHMWPE层和橡胶层之间的粘合剂层。所述复合板材的生产方法，包括以下步骤：a.将UHMWPE原料和加工助剂混合，采用挤出或者模压成型方法加工成片材；b.对UHMWPE片材和橡胶进行粘合的部位进行表面处理，处理后的表面涂覆胶粘剂；c.将步骤b的UHMWPE片材和橡胶混炼胶片复合，硫化定型。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯复合板材，尤其是护舷用耐冲击超高分子量聚乙烯复合板材。
技术介绍
超高分子量聚乙烯是应用最广泛的热塑性工程塑料之一，其英文名称为Ultrahigh molecular weight polyethylene,简称UHMWPE,它的分子链极长,且沿同一方向排列，具有典型的线性结构，其分子链极易相互缠绕，展开长度超过一公里，粘均分子量通常在2百万到8百万之间，甚至更高。UHMWPE极高的分子量赋予了其独特性能，它的耐磨性能和耐应力开裂性能优越，耐磨性是炭钢及不锈钢的Tl倍，摩擦系数小，静摩擦系数为0.07，自润滑性良好，不吸水、不粘结物料，耐酸、碱、盐腐蚀、抗结垢、不老化，耐低温，卫生无毒，重量轻，综合机械性能好。而且，UHMWPE拥有极高的抗冲击强度和粘弹性阻尼性能，是目前热塑性塑料中最高的，在一些场合下它能够代替钢、铜或铝用于制造耐磨件。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。作为一种具有优良性能的工程热塑性塑料，其能够广泛应用于国防、建筑、交通、纺织等诸多领域。迄今，船用护舷被安装到码头岸壁，当船舶停泊到港口、河道、修理船坞等的码头，船用护舷用于保护码头岸壁和船舶免受碰撞、震动和磨损等。目前使用的护舷多是橡胶材质，然而，橡胶与主要构成船的外表面的钢铁之间的摩擦系数高(通常大于0.4)，并且船沿着橡胶的剪切方向的运动，由于摩擦、刮擦、切削等导致橡胶快速磨损，船体表面保护涂层损坏，导致船体使用寿命下降。橡胶表面抗结垢能力差，很多海洋生物会在上面堆积生长，也会导致护舷使用出现问题，需要及时清理更换。UHMWPE具有耐磨性优良、摩擦系数小等特点正好可以弥补橡胶护舷与船体磨损严重的不足，并且使用过程中耐腐蚀、抗结垢、不老化等降低维护成本，极高的抗冲击强度和粘弹性阻尼性能又能大大提高护舷接受振动的性倉泛。日本等国已经开始研究和使用摩擦系数小的合成树脂材料作为护舷与船体接触面的材料。例如，日本专利JP-A-2000-309914公开了一种船用护舷，其中具有比橡胶的摩擦系数小的合成树脂层设置于与船舶接触的顶面。另外，JP-A-H11-93141公开了一种船用护舷，该护舷包括橡胶材质的护舷主体和覆盖护舷主体的震动接收面的表面层，其中表面层由结晶聚烯烃树脂和高非饱和二烯橡胶的共混聚合物制成。另一方面，已知一种船用护舷，其中用于在船停泊时接收振动的振动接收面涂有硬树脂以防止护舷的橡胶部与船直接接触，该硬树脂与铁之间的摩擦系数比橡胶与铁之间的摩擦系数低。由此可见，未来护舷的结构是振动接收表面采用摩擦系数小的树脂材料，而UHMWPE具有上述特点，是一种非常理想的护舷振动接收材料。然而目前UHMWPE确实很少应用于橡胶护舷，日本普利司通株式会社在中国申请的专利201210027367.3采用UHMWPE作为表面振动接收层，用机械铆接方法和橡胶固定，这是因为UHMWPE的表面特性使得很难与其他材料直接复合。上述船用护舷的使用场合，超高分子量聚乙烯(UHMWPE) —般采用机械铆接固定的方式，存在一定缺陷，一方面UHMWPE表面需要打孔处理，减少了振动接收面积；另一方面，使用一定时间后，铆接部位一般会产生松动，UHMWPE和橡胶之间锚固强度降低，造成振动接收层和橡胶间能量传递出现障碍。。
技术实现思路
本专利技术为了克服UHMWPE因表面惰性不易和其他材料粘合的缺点，通过对UHMWPE进行表面处理，涂覆粘合剂，再和橡胶复合一体硫化成型，制备护舷用超高分子量聚乙烯复合板材。所述复合板材包括，UHMWPE层1，橡胶层3以及在UHMWPE层I和橡胶层3之间的粘合剂层2，还可以包括预留植入在橡胶层中的安装固定部件4。所述的复合板材可包覆在船体上用于船只护舷，也可固定于港口码头用于防撞保护。为了制造上述复合板材，本专利技术提出生产复合板材的方法，包括以下步骤: a.将UHMWPE原料和加工助剂混合，采用挤出或者模压成型方法加工成片材，然后按照护舷尺寸进行二次加工； b.对UHMWPE板材需要和橡胶 进行粘合的表面进行处理，处理后的表面涂覆粘合剂，然后干燥处理； c.将处理后的UHMWPE板材和橡胶混炼胶片复合，然后放入硫化机硫化定型，经最后组装成为护舷产品。优选地，所述的超闻分子量聚乙烯板材用原料的粘均分子量不小于2000000,更优选粘均分子量在2500000、000000之间。优选地，所述超高分子量聚乙烯与加工助剂的配比为: 超高分子量聚乙烯100质量份 抗氧剂0.05^2质量份 抗紫外线剂0.05^1质量份 纳米改性剂广20质量份 加工助剂的作用是增加板材的加工稳定性、耐候性、硬度和耐磨性。本工艺无需其他任何降粘剂和流动改性剂； 所述的抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂2246、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或者多种复配使用。所述的抗紫外线剂包括UV-531、UV-327、UV-326中的一种或者多种复配使用。 所述的纳米改性剂包括纳米蒙脱土、纳米二氧化硅或纳米白云母。优选地，上述步骤a的挤出加工方法中采用近熔点挤出技术，挤出机加工温度为14(T220°C，板材挤出厚度不大于10mm。上述步骤a的模压成型方法中，使UHMWPE在18(T240°C熔融，模压机加压到IOOlOOMPa成型，板材厚度大于10mm。优选地，上述步骤b所述的超高分子量聚乙烯板材表面处理方法包括砂纸或者辊子打磨、表面火焰喷射处理、等离子体处理、电晕放电处理、辐射引发表面接枝处理或铬酸氧化处理；更优选等离子体处理。优选地，所述的等离子体处理方法采用空气气氛和氧气气氛，更优选采用氧气气氛； 优选地，上述步骤b所述的粘合剂包括环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂或商品化的橡胶和金属骨架粘结用单涂层胶粘剂，这些单涂层胶粘剂包括英国西邦化工的Cilbond-24，广州汉高化工的T7325等，粘合剂涂覆厚度大于0.5mm。优选地，上述步骤c所述橡胶混炼胶片的配方包括:橡胶100质量份，炭黑3(T60质量份，氧化锌2飞质量份，促进剂f 2质量份，硫磺2 4质量份，防老剂f 2质量份，抗氧剂f 2质量份，增塑剂5 10质量份。所述的橡胶包括天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、异戊橡胶(IR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁基橡胶(IIR)中的一种或者多种复配使用。所述的炭黑包括N754、N330、N660中的一种或者多种复配使用。所述的促进剂包括促进剂PX、促进剂ZDC、促进剂M、促进剂D、促进剂TMTD、促进剂808、促进剂CZ中的一种或者多种复配使用。所述的增塑剂是邻苯二甲酸酯类、松焦油或四线油，因为环保要求，尽量减少使用邻苯二甲酸酯类增塑剂。所述的防老剂包括防老剂4020、防老剂4010NA、防老剂RD中的一种或者多种复配使用； 优选地，上述步骤c所述的硫化定型，硫化温度11(T14(TC，硫化时间视配方和橡胶层厚度而定，一般不超过I小时。附图说明图1本专利技术超高分子量聚乙烯复合板材的结构图 图2本专利技术超高分子量聚乙烯复合板材护舷优选方式I的剖面结构图 图3本专利技术超高分子量聚乙烯复合板材护舷优选方式2的立体结构图 图4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板材，包括，UHMWPE层，橡胶层以及在UHMWPE层和橡胶层之间的粘合剂层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谈述战，杨有财，刘毅，王德禧，
申请(专利权)人：青岛中科昊泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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