CN109776982A - 一种改性高分子材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性高分子材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：1）称取多孔超高分子量聚乙烯超细粉和测试熔融指数的温度低于多孔超高分子量聚乙烯超细粉分解温度的待改进高分子材料粉末按照比例混合均匀；2）将混合粉末装进模具中，刮平，置于压机上压实；3）将模具加压，加热并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；4）将模具加压冷却得到改性的共混复合材料。本发明的有益效果：制备工艺简单，改善了高分子材料的性能，提高了材料的抗冲击性能和耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及材料共混改性领域，具体来说，涉及一种改性高分子材料及其制备方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯是平均分子量大于300万（ISO 1628-3）的线性聚乙烯，由于平均分子量大，赋予超高分子量聚乙烯特殊的一些性能，例如高冲击强度，耐磨，低摩擦系数，自润滑性，低吸水性以及耐化学溶剂。而有些高分子材料例如PS，PMMA，PA（低温抗冲差），PP（低温抗冲差），PBT（对缺口敏感），SAN，POM（对缺口敏感）的抗冲击性能差，有些高分子材料例如：PMMA，PP，POM，PS的耐磨性能差，如果将超高分子量聚乙烯和上述这些高分子材料进行共混改性，将改善上述高分子材料的性能缺陷，使得上述高分子材料获得新性能。
传统的超高分子量聚乙烯和其他高分子材料共混改性，是将一定平均分子量的超高分子量聚乙烯粉末按照一定比例和高分子材料混合，再加入改善两种高分子材料的表面粘合性能的助剂，或者将超高分子量聚乙烯粉末表面进行某些例如接枝改性，将这些成分混合均匀，然后通过双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机进行共混改性造粒，获得超高分子量聚乙烯改性高分子复合材料，如果想生产这些复合材料制品，将粒子加入注塑机中进行注塑成型,或者直接这些混合物通过双螺杆或者单螺杆挤出机挤出成型。这种传统的高分子材料共混改性和成型工艺，超高分子量聚乙烯粉末作为改性剂在主体高分子材料中的状态是粉末填料，超高分子量聚乙烯粉末没有充分塑化。超高分子量聚乙烯由于平均分子量很大，其充分塑化成型需要在同时加温和一定的压力下进行，想要获得性能优异的超高分子量聚乙烯制品，两种条件缺一不可，传统的高分子材料共混和成型工艺，不能使得分散在改性高分子材料主体中的超高分子量聚乙烯粉末充分塑化，获得和同时加热和一定压力加压工艺下超高分子量聚乙烯同样的性能，因此也未充分发挥超高分子量聚乙烯的改性作用。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种改性高分子材料及其制备方法，改善高分子材料力学性能。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种改性高分子材料的制备方法，包括下述步骤：
1）称取多孔超高分子量聚乙烯超细粉和测试熔融指数的温度低于多孔超高分子量聚乙烯超细粉分解温度的待改性高分子材料粉末按照比例混合均匀；
2）将混合粉末装进模具中，刮平，置于压机上压实；
3）将模具加压，加热并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；
4）将模具加压冷却到室温得到改性的共混复合材料。
待改性高分子材料如PS，PMMA，PA，PP，PBT，SAN，POM。
进一步的，步骤1）中，所述多孔超高分子量聚乙烯超细粉和所述待改性高分子材料的质量比为0.01:1-1:1。
进一步的，步骤1）中，所述的待改进高分子材料的测试熔融指数的温度不超过260℃，所述待改进高分子材料的目数为10-400目。
进一步的，步骤1）中，所述多孔超高分子量聚乙烯超细粉平均分子量为300-1200万，测试标准为ISO 1628-3。
进一步的，步骤2）中，所述压实为分三次将混合物粉末压实，压强为0.1-10MPa。
进一步的，步骤3）中，所述加压为模具置于热压压机上，压强为5-10MPa。
进一步的，步骤3）中，所述加热并保温为加热到待改进高分子材料测试熔融指数的温度，并保温一段时间，使得两种材料完全塑化，待改性高分子材料熔体在压力的作用会进入多孔超高分子量聚乙烯粉末的孔中，冷却后两相材料界面结合牢固。
进一步的，步骤4）中，所述加压冷却为将模具置于冷压压机上，压强为5-10MPa，模具冷却至室温。
本发明还提供了由上述方法制备得到的改性高分子材料。
本发明的有益效果：制备工艺简单，改善了高分子材料的性能，提高了材料的抗冲击性能和耐磨性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
原料：韩国锦湖石油化学的PS，牌号：GP125，多孔超高分子量聚乙烯超细粉（塞拉尼斯公司的GUR2126，平均粒径30微米，平均分子量500万（ISO 1628-3））。
1、将4kg GP125粉末和1kg多孔超高分子量聚乙烯GUR2126粉末在混料机中混合均匀；
2、将粉末混合物放置在板材模具中，刮平；
3、将模具置于热压压机上，按照压强3MPa，6MPa和10MPa分三步将混合物粉末冷压压实；
4、将压强保持在5MPa，加热模具，使得模具温度达到200℃并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；
5、将模具置于冷压压机上，压强保持10MPa，将模具冷却至室温；
6、脱模；
7、测试。
得到的复合材料的测试结果如下表
实施例2
原料：韩国锦湖石油化学的SAN，牌号：SAN320，多孔超高分子量聚乙烯超细粉（塞拉尼斯公司的GUR2126，平均粒径30微米，平均分子量500万（ISO 1628-3））。
1、将4kg SAN320粉末和1kg多孔超高分子量聚乙烯GUR2126粉末在混料机中混合均匀；
2、将粉末混合物放置在板材模具中，刮平；
3、将模具置于热压压机上，按照压强3MPa，6MPa和10MPa分三步将混合物粉末冷压压实；
4、将压强保持在5MPa，加热模具，使得模具温度达到200℃并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；
5、将模具置于冷压压机上，压强保持10MPa，将模具冷却至室温；
6、脱模；
7、测试。
得到的复合材料的测试结果如下表
实施例3
原料：塞拉尼斯公司的PBT，牌号：CELANEX2008，多孔超高分子量聚乙烯超细粉（塞拉尼斯公司的GUR2126，平均粒径30微米，平均分子量500万（ISO 1628-3））。
1、将4kg CELANEX2008粉末和1kg多孔超高分子量聚乙烯GUR2126粉末在混料机中混合均匀；
2、将粉末混合物放置在板材模具中，刮平；
3、将模具置于热压压机上，按照压强3MPa，6MPa和10MPa分三步将混合物粉末冷压压实；
4、将压强保持在5MPa，加热模具，使得模具温度达到250℃并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；
5、将模具置于冷压压机上，压强保持10MPa，将模具冷却至室温；
6、脱模；
7、测试。
得到的复合材料的测试结果如下表
实施例4
原料：上海蓝星的POM，牌号：BS270增强级聚甲醛塑料，多孔超高分子量聚乙烯超细粉（塞拉尼斯公司的GUR2126，平均粒径30微米，平均分子量500万（ISO 1628-3））。
1、将4kg BS270粉末和1kg 多孔超高分子量聚乙烯粉末GUR2126在混料机中混合均匀；
2、将粉末混合物放置在板材模具中，刮平；
3、将模具置于热压压机上，按照压强3MPa，6MPa和10MPa分三步将混合物粉末冷压压实；
4、将压强保持在5MPa，加热模具，使得模具温度达到190℃并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；
5、将模具置于冷压压机上，压强保持10MPa，将模具冷却至室温；
6、脱模；
7、测试。
得到的复合材料的测试结果如下表
实施例5
原料：上海赛科的PP，牌号：K4912，多孔超高分子量聚乙烯超细粉（塞拉尼斯公司的GUR2126，平均粒径30微米，平均分子量500万（ISO 1628-3））。
1、将4kg K4912粉末和1kg多孔超高分子量聚乙烯GUR2126粉末在混料机中混合均匀；
2、将粉末混合物放置在板材模具中，刮平；
3、将模具置于热压压机上，按照压强3MPa，6MPa和10MPa分三步将混合物粉末冷压压实；
4、将压强保持在5MPa，加热模具，使得模具温度达到230℃并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；
5、将模具置于冷压压机上，压强保持10MPa，将模具冷却至室温；
6、脱模；
7、测试。
得到的复合材料的测试结果如下表
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种改性高分子材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
1）称取多孔超高分子量聚乙烯超细粉和测试熔融指数的温度低于多孔超高分子量聚乙烯超细粉分解温度的待改进高分子材料粉末按照比例混合均匀；
2）将混合粉末装进模具中，刮平，置于压机上压实；
3）将模具加压，加热并保温一段时间，使得两种材料完全塑化；
4）将模具加压冷却到室温得到改性的共混复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述多孔超高分子量聚乙烯超细粉和所述待改性高分子材料的质量比为0.01:1-1:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的待改进高分子材料测试熔融指数温度不超过260℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，步骤1）中，所述多孔超高分子量聚乙烯超细粉平均分子量为300-1200万。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述压实为分三次将混合物粉末压实，压强为0.1-10MPa。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述加压为模具置于热压压机上，压强为5-10MPa。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述加热并保温为加热到待改进高分子材料测试熔融指数的温度，并保温一段时间，使得两种材料完全塑化。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述加压冷却为将模具置于冷压压机上，压强为5-10MPa，模具冷却至室温。
9.一种改性高分子材料，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
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| JPS6371330A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-31 | Mitsuboshi Belting Ltd | 超高分子量ポリエチレンパイプの製造方法 |
| CN101240092A (zh) * | 2008-03-14 | 2008-08-13 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 超高分子量聚乙烯低摩耐磨复合材料及其制备和用途 |
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