[發(fā)明專利]復(fù)合材料的制備方法及復(fù)合材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410622515.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104327357A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪自豐;黃國(guó)棟;陳國(guó)美;趙治安;龐文超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08K9/00;C08K3/04;C08J3/28;B29C35/02
• 代理公司: 無(wú)錫盛陽(yáng)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的制備方法及復(fù)合材料，尤其涉及一種超高分子量聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

UHMWPE(Ultra?High?Molecular?Weight?Polyethylene)是一種性能優(yōu)異的熱塑性工程材料，分子量通常在150萬(wàn)以上，比普通的聚乙烯高100倍，因此也叫超高分子量聚乙烯。UHMWPE具有較好的耐磨減磨性能、抗沖擊性能、抗拉伸性能以及自潤(rùn)滑性能，廣泛的應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工、工業(yè)工程、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，是現(xiàn)在全球應(yīng)用量最大的工程塑料之一。但是UHMWPE材料表面硬度低、強(qiáng)度低，因此傳統(tǒng)的UHMWPE復(fù)合材料，多采用Al2O3、SiO2、蒙脫土、高嶺土、碳納米管等作為填充物，但是這些填充物的力學(xué)性能較為一般，還有待進(jìn)一步的改進(jìn)提高，因此進(jìn)一步提高其在力學(xué)方面的性能，對(duì)工業(yè)應(yīng)用有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種復(fù)合材料的制備方法，其可提高UHMWPE的力學(xué)性能，提高其硬度、抗拉性能以及摩擦磨損性能。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

復(fù)合材料的制備方法，按質(zhì)量份配比，包括以下步驟：

a、將0.1-5份單層氧化石墨烯加入500份溶劑中充分分散，然在超聲波清洗機(jī)中超聲處理；

b、將95-99.9份的UHMWPE加入經(jīng)過(guò)步驟a得到的溶液中，再次磁力攪拌后超聲剝離；

c、將經(jīng)過(guò)步驟b得到的混合物完全干燥處理；

d、將經(jīng)過(guò)步驟c處理后的干燥物研磨粉碎；

e、經(jīng)過(guò)步驟d處理后，采用平板硫化機(jī)在4-9MPa壓力下預(yù)壓10-30min，然后在保溫箱中180-250℃保溫1.5-3小時(shí)，再采用平板硫化機(jī)在8-20Mpa壓強(qiáng)下壓模處理得到板材，冷卻至室溫；

f、采用電子束或放射源鈷，輻照劑量為50-150kGy對(duì)所述板材輻照5-9天，完成制備。

進(jìn)一步地，該復(fù)合材料的制備方法，按質(zhì)量份配比，包括以下步驟：

a、將0.1-5份單層氧化石墨烯加入500份溶劑中，充分分散后，再置于超聲波清洗機(jī)中以200-400W超聲0.5-2小時(shí)；

b、將95-99.9份的UHMWPE加入經(jīng)過(guò)步驟a得到的溶液中，磁力攪拌30-90分鐘，然后再置于超聲波清洗機(jī)中超聲0.5-2小時(shí)；

c、將經(jīng)過(guò)步驟b得到的混合物置于水浴箱中，在40-80℃攝氏度下保溫至其完全干燥；

d、將經(jīng)過(guò)步驟c處理后的干燥物置于球磨機(jī)中，以300-600r/min的轉(zhuǎn)速粉碎2-6小時(shí)；

e、經(jīng)過(guò)步驟d處理后，采用平板硫化機(jī)在室溫4-9MPa壓強(qiáng)下預(yù)壓10-30min，然后在保溫箱中180-250℃保溫1.5-3小時(shí)，再采用平板硫化機(jī)在8-20Mpa壓強(qiáng)下壓模處理得到板材，冷卻至室溫；

f、采用電子束或放射源鈷，輻照劑量為50-150kGy對(duì)所述板材輻照5-9天，完成制備。

進(jìn)一步地，所述單層氧化石墨烯采用Hummers法制得。

進(jìn)一步地，采用1份單層氧化石墨烯及99份UHMWPE。

進(jìn)一步地，所述溶劑為水或無(wú)水乙醇或丙酮或N,N-二甲基甲酰胺。

同時(shí)提供上述制備方法制備的復(fù)合材料。

該復(fù)合材料按質(zhì)量份配比，包括0.1-5份的單層氧化石墨烯及95-99.9份的UHMWPE。

進(jìn)一步地，所述單層氧化石墨烯的用量為1份，UHMWPE的用量為99份。

本發(fā)明所述的復(fù)合材料的制備方法，復(fù)合材料的制備方法，按質(zhì)量份配比，包括以下步驟：a、將0.1-5份單層氧化石墨烯加入500份溶劑中充分分散，然在超聲波清洗機(jī)中超聲處理；b、將95-99.9份的UHMWPE加入經(jīng)過(guò)步驟a得到的溶液中，再次磁力攪拌后超聲剝離；c、將經(jīng)過(guò)步驟b得到的混合物完全干燥處理；d、將經(jīng)過(guò)步驟c處理后的干燥物研磨粉碎；e、經(jīng)過(guò)步驟d處理后，采用平板硫化機(jī)在4-9MPa壓力下預(yù)壓10-30min，然后在保溫箱中180-250℃保溫1.5-3小時(shí)，再采用平板硫化機(jī)在8-20Mpa壓強(qiáng)下壓模處理得到板材，冷卻至室溫；f、采用電子束或放射源鈷，輻照劑量為50-150kGy對(duì)所述板材輻照5-9天，完成制備。根據(jù)該方法制備的復(fù)合材料按質(zhì)量份配比，包括0.1-5份的單層氧化石墨烯及95-99.9份的UHMWPE。這種復(fù)合材料的制備方法及復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了提高UHMWPE的力學(xué)性能，提高了其硬度、抗拉性能以及摩擦磨損性能。

具體實(shí)施方式