專利名稱：一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼 龍復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
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(nèi)酰胺單體直接澆鑄于模具中聚合成型制得的。由于其生產(chǎn)工藝過程短，工 藝簡(jiǎn)單，且鑄型尼龍制件拉伸強(qiáng)度高、彈性模量大、耐磨自潤(rùn)滑,在取代有色金 屬銅、錫及合金鋼用于制作機(jī)械部件方面取得了顯著的效果，被廣泛應(yīng)用于機(jī) 械、紡織、石化及國防工業(yè)等領(lǐng)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(qiáng)度較低，易于脆性破壞等缺點(diǎn)；在高負(fù)荷條件下使用的零 件，其耐磨性，以及自潤(rùn)滑性欠佳，磨損率較大，而在高沖擊性能的場(chǎng)合，MC 尼龍制品的使用也常常受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種成本低， 工藝方法簡(jiǎn)單的超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種超高分子量聚乙烯/鑄型 尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入80-98 Wt% 的超高分子量聚乙烯，再加入1-15 wt %的界面劑、0.1-5 wt %的馬來酸酑、0.1-5 wt%的引發(fā)劑，在80-10(℃、 150-200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊反應(yīng)1.5-2小時(shí);
b:環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入5-15 wty。的環(huán)氧樹脂， 待分散均勻后，再加入0.5-3 wt%的固化劑，緩慢升溫至IO(TC并在此溫度下保溫2小時(shí)，然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在100-110℃下干燥24小時(shí)，再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量
聚乙烯；
(2) 己內(nèi)酰胺單休放入容器內(nèi)加熱至12(TC左右，使物料熔化，容器抽真 空脫水，真空度為750mmHg;
(3) 加入一定量的催化劑及環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯，使催 化劑的加入量占單體的0.05-0.20 wt^，環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯的 加入量占單體的2-8wt%，加熱至13(TC左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg;
(4) 加入一定量的活化劑，使活化劑的加入量占單體的0.10-0.50wt%， 待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù)熱至160-17(TC的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模， 即可得到具有增韌、高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
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(fā)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)。 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)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是，本發(fā)明先環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高 分子量聚乙烯；然后將己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱使物料熔化，容器抽真空 脫水；再加入一定量的催化劑和環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯，加 熱抽真空反應(yīng)；最后加入一定量的活化劑，待體系發(fā)粘后澆鑄到模具中聚合， 冷卻后脫模，得到一種不僅具有鑄型尼龍的良好性能特點(diǎn)，而且具有較鑄型尼 龍更高的沖擊強(qiáng)度、耐磨性等性能的復(fù)合材料，而且該方法成本低，工藝方法 簡(jiǎn)單，從而能滿足承受更高沖擊載荷的應(yīng)用及耐磨場(chǎng)合的需要。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例來說明本發(fā)明所涉及的方法和工藝，
實(shí)施例1
按下述步驟制備超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料
(1) 環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入粘均分子 量為500萬的超高分子量聚乙烯，加入量占總重量的85wt%，再加入8wt%界 面劑、5wt%馬來酸酐、2wt%引發(fā)劑，在100℃ 、 150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌 邊反應(yīng)1.5小時(shí)；
b:環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入10wt%環(huán)氧樹脂，待分
散均勻后，再加入lwt%固化劑，緩慢升溫至100℃ 并在此溫度下保溫2小時(shí)， 然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在110℃ 下干燥24小時(shí)， 再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
(2) 己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱至120℃ 左右，使物料熔化，容器抽真 空脫水，真空度為750mmHg。
(3) 加入催化劑NaOH及環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯，NaOH 的加入量占單體的0.15wt%，環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯加入量占單 體的3wt%,加熱至130℃ 左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg。
(4) 加入活化劑，加入量占單體的0.25 wt%，待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù) 熱至17(TC的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨 超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
實(shí)施例2
按下述步驟制備超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料
(1)環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯-
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入粘均分子
量為500萬的超高分子量聚乙烯，加入量占總重量的85 wt%，再加入10wt%界 面劑、3wt%馬來酸酐、2wt%引發(fā)劑，在100℃ 、 200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊 反應(yīng)1.5小時(shí)；
b:環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入15wt%環(huán)氧樹脂，待分
散均勻后，再加入1.5wt%固化劑，緩慢升溫至100℃ 并在此溫度下保溫2小時(shí)， 然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在110℃ 下干燥24小時(shí)，再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
(2) 己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱至12(TC左右，使物料熔化，容器抽真
空脫水，真空度為750mmHg。
(3) 加入催化劑及環(huán)氧樹脂包覆后的超髙分子量聚乙烯，NaOH加入量 占單體的0.20wt%,環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯加入量占單體的3wt %，加熱至13(TC左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg。
(4) 加入活化劑，加入量占單體的0.25wt%，待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù) 熱至17(TC的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨 超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
實(shí)施例3
按下述步驟制備超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料
(1) 環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入粘均分子
量為400萬的超高分子量聚乙烯，加入量占總重量的80wtM，再加入10wt。/o界 面劑、5wt。/。馬來酸酐、5wtW引發(fā)劑，在10(TC、 200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌 邊反應(yīng)1.5小時(shí)；
b:環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入10 Wto/。環(huán)氧樹脂，待分
散均勻后，再加入1.5 wty。固化劑，緩慢升溫至100'C并在此溫度下保溫2小時(shí)， 然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在11(TC下干燥24小時(shí)， 再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
(2) 己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱至12(TC左右，使物料熔化，容器抽真 空脫水，真空度為750mmHg。
(3) 加入催化劑及環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯，NaOH加入量 占單體的0.15wt%，環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯加入量占單體的3 wt %，加熱至130。C左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg。
(4) 加入活化劑，加入量占單體的0.35wt%，待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù) 熱至17(TC的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨 超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
實(shí)施例4按下述步驟制備超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料
(1)環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入350萬超 高分子量聚乙烯，加入量占總重量的90 wt%，再加入8wt。/。界面劑、1.5 、vt% 馬來酸酐、0.5 wty。引發(fā)劑，在IO(TC、 200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊反應(yīng)1.5 小時(shí)；
b:環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入10wt。/。環(huán)氧樹脂，待分 散均勻后，再加入1 Wtn/n固化劑，緩慢升溫至100。C并在此溫度下保溫2小時(shí)，
然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在110。C下干燥24小時(shí)，
再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
(2) 己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱至12(TC左右，使物料熔化，容器抽真 空脫水，真空度為750mmHg。
(3) 加入催化劑及環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯，NaOH加入量占 單體的0.10wt% ，環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯加入量占單體的5 wt %， 加熱至13(TC左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg。
(4) 加入活化劑，加入量占單體的0.35wt%，待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù) 熱至17(TC的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨 超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
實(shí)施例5
按下述步驟制備超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料
(1)環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入150萬超
高分子量聚乙烯，加入量占總重量的98 wt%，再加入l wt。/。界面劑、0.5 wt% 馬來酸酐、0.5 wt。/。引發(fā)劑，在IO(TC、 200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊反應(yīng)1.5 小時(shí)；
b:環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入5wt。/。環(huán)氧樹脂，待分散 均勻后，再加入0.5wt。/。固化劑，緩慢升溫至10(TC并在此溫度下保溫2小時(shí)， 然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在110。C下干燥24小時(shí)， 再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
(2) 己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱至120℃左右，使物料熔化，容器抽真空脫水，真空度為750mmHg。
(3) 加入催化劑及環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯，NaOH加入量占 單體的0.18wt% ，環(huán)氧樹脂包覆后的超髙分子量聚乙烯加入量占單體的2 wt %， 加熱至130℃左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg。
(4) 加入活化劑，加入量占單體的0.42wt%，待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù) 熱至170℃的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨 超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
實(shí)施例6
按下述步驟制備超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料
(1) 環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯
a:超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入150萬超 高分子量聚乙烯，加入量占總重量的84.8 wt%,再加入15 wt%界面劑、0.1 wt% 馬來酸酐、0.1 wt%引發(fā)劑，在100℃、 200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊反應(yīng)1.5 小時(shí)；
b:環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入15wt%環(huán)氧樹脂，待分
散均勻后，再加入3wtM固化劑，緩慢升溫至100℃并在此溫度下保溫2小時(shí)， 然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在110℃下干燥24小時(shí)， 再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯。
(2) 己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱至120℃左右，使物料熔化，容器抽真 空脫水，真空度為750mmHg。
(3) 加入催化劑及環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯，NaOH加入量占 單體的0.16wt% ，環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯加入量占單體的8 wt %， 加熱至130℃左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg。
(4) 加入活化劑，加入量占單體的0.44wt%，待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù) 熱至170℃的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨 超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯a超高分子量聚乙烯的改性在一裝有強(qiáng)力攪拌反應(yīng)釜中，加入80-98wt％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(fā)劑，在80-100℃、150-200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊反應(yīng)1.5-2小時(shí)；b環(huán)氧樹脂包覆改性的超高分子量聚乙烯加入5-15wt％的環(huán)氧樹脂，待分散均勻后，再加入0.5-3wt％的固化劑，緩慢升溫至100℃并在此溫度下保溫2小時(shí)，然后降至室溫，過濾，將濾餅抽真空，然后置于烘箱內(nèi)在100-110℃下干燥24小時(shí)，再粉碎，得到脫水后的環(huán)氧樹脂包覆好的改性超高分子量聚乙烯；(2)己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱至120℃左右，使物料熔化，容器抽真空脫水，真空度為750mmHg；(3)加入一定量的催化劑及環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯，使催化劑的加入量占單體的0.05-0.20wt％，環(huán)氧樹脂包覆后的超高分子量聚乙烯的加入量占單體的2-8wt％，加熱至130℃左右，抽真空反應(yīng)，真空度為750mmHg；(4)加入一定量的活化劑，使活化劑的加入量占單體的0.10-0.50wt％，待體系發(fā)粘后澆鑄到已預(yù)熱至160-170℃的模具中，聚合15分鐘，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法，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。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法，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。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的引發(fā)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)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的固化劑包括過氧化苯甲酰(BPO)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制 備方法，其特征在于，所述的催化劑包括氫氧化納(NaOH)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制 備方法，其特征在于，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)、三苯甲垸三異氰酸酯(JQ-1 膠)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下各步驟先環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯；然后將己內(nèi)酰胺單體放入容器內(nèi)加熱使物料熔化，容器抽真空脫水；再加入一定量的催化劑和環(huán)氧樹脂包覆改性后的超高分子量聚乙烯，加熱抽真空反應(yīng)；最后加入一定量的活化劑，待體系發(fā)粘后澆鑄到模具中聚合，冷卻后脫模，即可得到具有增韌、高耐磨超高分子量聚乙烯/鑄型尼龍復(fù)合材料的制品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有成本低，工藝方法簡(jiǎn)單，從而能滿足承受更高沖擊載荷的應(yīng)用及耐磨場(chǎng)合的需要等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L23/26GK101173076SQ200610117789
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者吳向陽, 赟 孟, 煒 張, 張玉梅, 尉 洪 申請(qǐng)人:上?；ぱ芯吭禾斓乜萍及l(fā)展有限公司;上?；ぱ芯吭?br>