專利名稱：一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及聚合物科學技術領域，尤其涉及一種增韌高耐磨超高分子量聚乙 烯/鑄型尼龍復合材料。
背景技術：
MC尼龍，也稱澆鑄尼龍。澆鑄尼龍是在陰離子催化劑及活化劑存在下， 己內酰胺單體直接澆鑄于模具中聚合成型制得的。由于其生產工藝過程短，工 藝簡單，且鑄型尼龍制件拉伸強度高、彈性模量大、耐磨自潤滑，在取代有色金 屬銅、錫及合金鋼用于制作機械部件方面取得了顯著的效果，被廣泛應用于機 械、紡織、石化及國防工業等領域作為耐磨、減摩材料。但普通MC尼龍存在 韌性較差，抗沖擊強度較低，易于脆性破壞等缺點；在高負荷條件下使用的零 件，其耐磨性，以及自潤滑性欠佳，磨損率較大，而在高沖擊性能的場合，MC 尼龍制品的使用也常常受到限制。
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缺陷而提供一種能滿足承 受更高沖擊載荷的應用及耐磨場合的需要的增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼 龍復合材料。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現 一種增韌高耐磨超高分子量 聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，該復合材料的原料包括以下組分及重
量份含量
組分 重量份數
包覆改性超高分子量聚乙烯 2 8，
催化劑 0.05 0.20，
活化劑 0.10 0.50，
己內酰胺單體 100。
所述的包覆改性超高分子量聚乙烯通過以下工藝得到
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強力攪拌反應釜中，加入80 98 wt。/。的超高分子量聚乙烯，再加入1 15wt。/。的界面劑、0.1 5wtQ/。的馬來酸酐、 0.1 5wtM的引發劑，在80 10(TC、 150 200轉/分的轉速下，邊攪拌邊反應
1.5 2小時；
b:環氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入5 15wt。/。的環氧樹脂， 待分散均勻后，再加入0.5 3wt。/。的固化劑，緩慢升溫至IO(TC并在此溫度下 保溫2小時，然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內在100 11(TC下干燥24小時，再粉碎，得到脫水后的環氧樹脂包覆好的改性超高分子 量聚乙烯。
所述的催化劑包括氫氧化納(NaOH)。
所述的活化劑包括甲苯二異氰酸酯(TDI) 、 二苯甲垸二異氰酸酯(MDI)、 六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、三苯甲烷三異氰酸酯(JQ-1膠)。
所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量是150萬 500萬。
所述的界面劑包括甲苯、二甲苯、四氫萘或十氫萘。
所述的引發劑包括偶氮二異丁腈(AIBN)、過氧化二異丙苯(DCP)、或 過氧化苯甲酰(BPO)。
所述的固化劑包括過氧化苯甲酰(BPO)。
與現有技術相比，本發明的特點是，本發明提供了一種超高分子量聚乙烯 增韌、高耐磨鑄型尼龍復合材料，使該種復合材料不僅具有鑄型尼龍的良好性 能特點，而且具有較鑄型尼龍更高的沖擊強度、耐磨性等性能，能滿足承受更 高沖擊載荷的應用及耐磨場合的需要，懸臂梁缺口沖擊強度提高了 1 4倍， 達到12kJ/m、彎曲強度也提高了 40 50%，可達到190MPa;摩擦性能也有了 明顯的改善，摩擦系數減小，磨損率降低10 20%，有良好的耐磨性能。
具體實施例方式
以下結合具體實施例來說明本發明所涉及的產品及工藝。 實施例1
一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，該復合材料的原料
包括以下組分及重量份含量
組分 重量份數 包覆改性超高分子量聚乙烯 5， 氫氧化納 0.15，
甲苯二異氰酸酯 0.25， 己內酰胺單體 100。
所述的包覆改性超高分子量聚乙烯通過以下工藝得到
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強力攪拌反應釜中，加入88wt% 的500萬超高分子量聚乙烯，再加入3wt。/。的甲苯、lwt。/。的馬來酸酐、lwt。/。的 偶氮二異丁腈，在90。C、 150 200轉/分的轉速下，邊攪拌邊反應1.5小時；
b:環氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入5wt。/。的環氧樹脂，待分
散均勻后，再加入2wt。/。的過氧化苯甲酰，緩慢升溫至IO(TC并在此溫度下保溫 2小時，然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內在105"C下干 燥24小時，再粉碎，得到脫水后的環氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
上述超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料的制備將己內酰胺單體加熱融 化，加入0.15wt。/。的NaOH和5wt。/。的包覆改性的超高分子量聚乙烯，加熱至 13(TC，抽真空反應，再加入0.25wt。/。的TDI，澆鑄至170。C模具中聚合，冷卻 脫模。
實施例2
一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，該復合材料的原料
包括以下組分及重量份含量
組分 重量份數 包覆改性超高分子量聚乙烯 8，
氫氧化納 0.15，
二苯甲垸二異氰酸酯 0.35，
己內酰胺單體 100。
所述的包覆改性超高分子量聚乙烯通過以下工藝得到 a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強力攪拌反應釜中，加入93.3wtW 的500萬超高分子量聚乙烯，再加入lwt。/。的二甲苯、0.1wt。/。的馬來酸酐、0.1wt0/。
的過氧化二異丙苯，在8(TC、 150 200轉/分的轉速下，邊攪拌邊反應2小時
b:環氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入5wt。/。的環氧樹脂，待分 散均勻后，再加入0.5wt。/。的過氧化苯甲酰，緩慢升溫至IO(TC并在此溫度下保 溫2小時，然后降至窒溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內在IO(TC下 干燥24小時，再粉碎，得到脫水后的環氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
上述超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料的制備與實施例1相同。 實施例3
一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，該復合材料的原料
包括以下組分及重量份含量
組分 重量份數 包覆改性超高分子量聚乙烯 2，
氫氧化納 0.20， 六亞甲基二異氰酸酯 0.25, 己內酰胺單體 100。
所述的包覆改性超高分子量聚乙烯通過以下工藝得到
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強力攪拌反應釜中，加入80wt% 的350萬超高分子量聚乙烯，再加入6wt。/。的四氫萘或十氫萘、lwt。/。的馬來酸 酐、lwtn/。的過氧化苯甲酰，在IO(TC、 150 200轉/分的轉速下，邊攪拌邊反 應2小時；
b:環氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入10wtn/。的環氧樹脂，待 分散均勻后，再加入2wtn/。的過氧化苯甲酰，緩慢升溫至IOO'C并在此溫度下保 溫2小時，然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內在ll(TC下 干燥24小時，再粉碎，得到脫水后的環氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
上述超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料的制備與實施例1相同。
權利要求
1.一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，該復合材料的原料包括以下組分及重量份含量組分 重量份數包覆改性超高分子量聚乙烯 2～8，催化劑 0.05～0.20，活化劑 0.10～0.50，己內酰胺單體 100。
2. 根據權利要求1所述的一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，所述的包覆改性超高分子量聚乙烯通過以下工藝得到a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強力攪拌反應釜中，加入80 98 wt%的超高分子量聚乙烯，再加入1 15wt。/。的界面劑、0.1 5wt%的馬來酸酐、 0.1 5wt%的引發劑，在80 100℃、 150 200轉/分的轉速下，邊攪拌邊反應 1.5 2小時；b:環氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入5 15wt%的環氧樹脂，待分散均勻后，再加入0.5 3wtn/。的固化劑，緩慢升溫至IO(TC并在此溫度下保溫2小時，然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內在100 110℃下干燥24小時，再粉碎，得到脫水后的環氧樹脂包覆好的改性超高分子 量聚乙烯。
3. 根據權利要求1所述的一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，所述的催化劑包括氫氧化納(NaOH)。
4. 根據權利要求1所述的一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，所述的活化劑包括甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯甲烷 二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、三苯甲烷三異氰酸酯(JQ-1 膠)。
5. 根據權利要求1或2所述的一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯的粘均分子量是150萬 500萬。
6. 根據權利要求2所述的一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，所述的界面劑包括甲苯、二甲苯、四氫萘或十氫萘。
7. 根據權利要求2所述的一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，所述的引發劑包括偶氮二異丁腈(AIBN)、過氧化二異丙苯(DCP)、或過氧化苯甲酰(BPO)。
8. 根據權利要求2所述的一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，其特征在于，所述的固化劑包括過氧化苯甲酰(BPO)。
全文摘要
本發明涉及一種增韌高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復合材料，該復合材料的原料包括以下組分及重量份含量包覆改性超高分子量聚乙烯2～8，催化劑0.05～0.20，活化劑0.10～0.50，己內酰胺單體100。與現有技術相比，本發明復合材料具有抗沖擊強度及彎曲強度高，耐磨性能好等特點。
文檔編號C08L23/26GK101173077SQ200610117790
公開日2008年5月7日 申請日期2006年10月31日 優先權日2006年10月31日
發明者吳向陽, 赟 孟, 煒 張, 張玉梅, 尉 洪 申請人:上海化工研究院天地科技發展有限公司;上海化工研究院