[發明專利]耐高溫超高分子量聚乙烯三元體系復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710037056.4
• 申請日: 2007-02-01
• 公開（公告）號: CN101235170A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 張煒;麥永懿;張玉梅;洪尉;孟赟;吳向陽;趙春保
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院天地科技發展有限公司;上海化工研究院;上海聯樂化工科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L67/03;B29C47/40;B29B9/12;C08L51/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明屬于聚合物科學領域，涉及一種耐高溫的超高分子量聚乙烯三元體系復合材料及其制備方法。

背景技術

自從五十年代末、六十年代初超高分子量聚乙烯樹脂商業化以來，其消費量一直保持持續增長的勢頭，但與其他的工程塑料相比，它的消費總量要小得多。UHMWPE是一種線性結構的熱塑性工程塑料，由于它的分子量極高，使它不能像常規樹脂那樣形成大量規整的結晶，極長的分子鏈之間無規則的纏繞，產生許多無定型區域，這是UHMWPE具有優異的綜合性能的主要原因。但由于以上原因，也給成型加工帶來了很大的困難，熔體粘度極高，熔融指數實際上為零，易產生熔體破裂，只能用粉末燒結成型。另外超高分子量聚乙烯還有不足之處，如耐溫性差(熱變形溫度為80℃)。這些因素限制了超高分子量聚乙烯樹脂的應用，造成了它的消費總量不高。

聚對苯二甲酸丁二醇酯既有熱固性樹脂優良的耐熱性、電氣絕緣性，又有熱塑性樹脂的成型加工性。聚對苯二甲酸丁二醇酯是具有自潤滑性的低摩擦系數工程塑料，它的耐磨性、耐蠕變性優于尼龍和聚甲醛，并且它的耐疲勞性在所有熱塑性塑料中最為優越。聚對苯二甲酸丁二醇酯的熱變形溫度在無載荷或低載荷下達到200℃，可在120～140℃下連續使用。但聚對苯二甲酸丁二醇酯對缺口敏感，制品一旦有缺口，沖擊強度就會降得很低。

美國專利USP5120586有報道用聚對苯二甲酸丁二醇酯來改性聚乙烯制成聚乙烯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金材料以提高聚乙烯的性能。但該專利沒有解決聚乙烯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的相容性問題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的不足之處而提供一種既保持超高分子量聚乙烯優良性能、又能在較高溫度下使用的耐高溫超高分子量聚乙烯三元體系復合材料及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

耐高溫超高分子量聚乙烯三元體系復合材料，其特征在于，該復合材料由40wt％～80wt％超高分子量聚乙烯、10wt％～40wt％聚對苯二甲酸丁二醇酯、10wt％～30wt％的接枝上極性基團的聚丙烯組成。

所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量為150～400萬。

所述的接枝上極性基團的聚丙烯包括接枝上極性基團的均聚聚丙烯或接枝上極性基團的共聚聚丙烯中的一種。

所述的極性基團包括馬來酸酐或丙烯酸中的一種。

所述的接枝上極性基團的聚丙烯的接枝率為0.5wt％～2wt％。

所述的接枝上極性基團的聚丙烯的熔融指數為0.5～3。

耐高溫超高分子量聚乙烯三元體系復合材料的制備方法，其特征在于，將40wt％～80wt％超高分子量聚乙烯、10wt％～40wt％聚對苯二甲酸丁二醇酯、10wt％～30wt％的接枝上極性基團的聚丙烯高速混合后，經雙螺桿擠出機擠出造粒而制成。

所述的雙螺桿擠出機的擠出溫度為230～250℃。

與現有技術相比，本發明采用超高分子量聚乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、接枝上極性基團的聚丙烯按一定比例高速混合，經雙螺桿擠出機擠出造粒制成三元復合材料，該復合材料的熱變形溫度較超高分子量聚乙烯有大幅度的提高，使超高分子量聚乙烯能在較高的溫度環境下得到應用，選用接枝上極性基團的聚丙烯作為相容劑來改善聚乙烯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的相容性，以確保所制得的材料有優良的耐熱性和機械性能。

具體實施方式

下面將結合具體實施例，對本發明作進一步說明。

實施例1

將45wt％粘均分子量為400萬的超高分子量聚乙烯、25wt％聚對苯二甲酸丁二醇酯，30wt％接枝上馬來酸酐的均聚聚丙烯(熔融指數為3g/min，接枝率為0.8wt％)高速混合，然后將混合物擠出造粒，擠出溫度為240℃。制得的耐高溫的超高分子量聚乙烯三元體系復合材料的性能見表一。

實施例2

將70wt％粘均分子量為250萬的超高分子量聚乙烯、20wt％聚對苯二甲酸丁二醇酯，10wt％接枝上馬來酸酐的共聚聚丙烯(熔融指數為1.6g/min，接枝率為2wt％)高速混合，然后將混合物擠出造粒，擠出溫度為235℃。制得的耐高溫的超高分子量聚乙烯三元體系復合材料的性能見表一。

實施例3