[發明專利]超高分子量聚乙烯復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810049849.6
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108148248B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 張燁;張曉萍
• 申請（專利權）人: 上海馥藝科技發展有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L67/02;C08L23/08
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 任永哲

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯復合材料及其制備方法和應用。超高分子量聚乙烯復合材料由如下重量份數的原料制成：超高分子量聚乙烯100份、熱塑性聚酯彈性體0.2?20份、乙烯?降冰片烯共聚物0.1?10份、相容劑1?30份、潤滑劑0.1?5份、無機填料1?10份。本發明復合材料既具有好的加工性能，又同時具有強度高、韌性好、動態力學性能好的特點，制備的管材、型材、膜具有優良的耐磨性、自潤滑性、抗沖擊性、耐穿刺性。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著我國國民經濟和工業化的高速發展，對于高性能材料的需求越來越迫切。礦山、鋼鐵、冶金、火電、油田等行業需要適合輸送固液混合物、固體粉末、液體、氣體等介質的耐磨、抗腐蝕、防結垢、“以塑代鋼”、“節能降耗”的塑料管材。在國防軍工和尖端制造產業需要高端工程材料和其注塑成型的精密工程部件。防治霧靄和綠色出行，國家在大力扶持電動汽車，動力電池技術是電動汽車的核心技術之一，而高性能的鋰電池膜是動力電池的關鍵部件。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的分子量極高，有著優異的機械性能，是高性能聚合物中最有代表性的材料之一。UHMWPE高度纏結的分子鏈結構賦予材料極其優異的性能：①耐磨損性能卓越，是一般碳鋼和銅等金屬耐磨的數倍，比PA66耐磨4倍；②沖擊強度極高，比PA666和聚丙烯大10倍；③能吸收震動沖擊和防噪聲；④摩擦系數很低，能自潤滑；⑤不易粘附異物，滑動時有優良的抗粘著性；⑥耐化學腐蝕；⑦工作范圍寬，從－265℃到+80℃，都能保持很好的韌性和強度；⑧無毒，可循環回收。但是，也是由于UHMWPE高度纏結的分子鏈結構，使它在熔點以上也沒有流動性，其在熔融后是半透明的高粘彈態，熔體粘度高達10⁸Pa.s。用單螺桿擠出機加工該材料的時候，熔體極易在壓縮段粘附在螺桿的壓縮段隨著螺桿旋轉，難以沿著螺槽方向推進，造成材料打滑和堵塞現象，無法正常加工成型。

熱塑性聚酯彈性體(TPEE)是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物。其中，聚酯硬段部分結晶形成結晶微區，這些結晶區起到物理交聯聚醚軟段和未結晶聚酯的無定形區的作用。軟段賦予TPEE橡膠一樣的彈性，硬段賦予其塑料一樣的加工性能；所以TPEE既具有橡膠的彈性，又有工程塑料的強度。乙烯-降冰片烯共聚物是由乙烯與降冰片烯共聚而成的一種非晶性聚烯烴，具有高透明性、高剛性、耐熱、尺寸穩定性好，同時具有聚烯烴的耐化學藥品性、耐光性、安全衛生性。

發明內容

本發明的目的是提供一種超高分子量聚乙烯復合材料，具有良好的流動性，可用于高效率擠出、注塑、壓延成型，又同時具有強度高、韌性好、動態力學性能好的特點；本發明同時提供了超高分子量聚乙烯復合材料的制備方法，科學合理、簡單易行；本發明還提供了超高分子量聚乙烯復合材料的應用，制備的管材、注塑型材、膜具有優異的耐磨性、自潤滑性、耐沖擊性、耐穿刺性。

本發明所述的超高分子量聚乙烯復合材料，由如下重量份數的原料制成：

所述的超高分子量聚乙烯為粘均分子量100萬-1000萬的聚乙烯。

所述的熱塑性聚酯彈性體為聚對苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇醚嵌段共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯-聚丙二醇醚嵌段共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯-聚丁二醇醚嵌段共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯-聚丙交酯嵌段共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯-聚乙交酯嵌段共聚物或聚對苯二甲酸丁二醇酯-聚己內酯嵌段共聚物中的一種或幾種。

所述的乙烯-降冰片烯共聚物為重均分子量1萬-150萬的共聚物。

所述的相容劑為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯中的一種或幾種。

所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種或幾種。