一种新型耐磨损高分子材料的制作方法

1.本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种新型耐磨损高分子材料。


背景技术：

2.在工业的诸多领域中，大多物料搅拌、运输及仓储时都通过料斗、料管、筒仓等结构来实现，这些结构的内表面长期处于冲击、磨损或腐蚀状态，大大降低了整体结构的使用寿命，必须在内表面设置保护层，隔绝物料与设备结构的直接接触，起到保护设备的作用。


技术实现要素：

3.（一）发明目的为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种新型耐磨损高分子材料。本发明中添加变性的聚四氟乙烯，减少传统聚四氟乙烯的形变、蠕变，增大材料的耐磨性、抗压性；本发明通过含金属的催化剂催化，将陶瓷和纳米碳交联，得到成型的复合材料，进一步增大材料的耐磨性、抗压性。
4.（二）技术方案为解决上述问题，本发明提供了一种新型耐磨损高分子材料，按照重量配比，各组成成分包括40-50份的废弃橡胶胶粉、40-50份的热塑性聚氨酯弹性体橡胶、60-80份的改性聚四氟乙烯、10-12份的纳米材料、5-7份的聚甲醛、1-3份的玻璃纤维、10-12份的木质素、5-8份的氧化锌、10-12份的硬脂酸钠、20-25份的甘油、16-18份的三乙醇胺和10-12份的添加剂；每份纳米材料包括20-30份的陶瓷和碳纳米复合材料、15-18份的纳米碳酸钙和10-14份的纳米二氧化硅。
5.优选的，按照重量配比，各组成成分包括40份的废弃橡胶胶粉、40份的热塑性聚氨酯弹性体橡胶、60份的改性聚四氟乙烯、10份的纳米材料、5份的聚甲醛、1份的玻璃纤维、10份的木质素、5份的氧化锌、10份的硬脂酸钠、20份的甘油、16份的三乙醇胺和10份的添加剂；每份纳米材料包括20份的陶瓷和碳纳米复合材料、15份的纳米碳酸钙和10份的纳米二氧化硅。
6.优选的，按照重量配比，各组成成分包括45份的废弃橡胶胶粉、45份的热塑性聚氨酯弹性体橡胶、70份的改性聚四氟乙烯、11份的纳米材料、6份的聚甲醛、2份的玻璃纤维、11份的木质素、6份的氧化锌、11份的硬脂酸钠、23份的甘油、17份的三乙醇胺和11份的添加剂；每份纳米材料包括25份的陶瓷和碳纳米复合材料、16份的纳米碳酸钙和12份的纳米二氧化硅。
7.优选的，按照重量配比，各组成成分包括50份的废弃橡胶胶粉、50份的热塑性聚氨酯弹性体橡胶、80份的改性聚四氟乙烯、12份的纳米材料、7份的聚甲醛、3份的玻璃纤维、12份的木质素、8份的氧化锌、12份的硬脂酸钠、25份的甘油、18份的三乙醇胺和12份的添加剂；每份纳米材料包括30份的陶瓷和碳纳米复合材料、18份的纳米碳酸钙和14份的纳米二氧化硅。
8.优选的，添加剂包括阻燃剂和抗老化剂。
9.优选的，阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯、三嗪及其衍生物和三聚氰胺中的一种或多种混合。
10.优选的，抗老化剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯(醚)类抗氧剂中的一种或多组混合。
11.本发明又提出一种新型耐磨损高分子材料制备方法，步骤如下：s1、制备改性聚四氟乙烯：按照聚四氟乙烯：石墨（10：2-10：3）比例混合，得到填充聚四乙烯；将填充聚氯乙烯至于某气态物质氛围中，采用激光器对其照射，气态物质发生光分解并产生活性院子或基团，攻击填充聚四乙烯的表面，使其脱氟，并引发单体在其表面聚合，生成接枝聚合物；s2、制备陶瓷和碳纳米复合材料：制备陶瓷或陶瓷前驱体中加入含金属的催化剂，倒入模具交联成型，在陶瓷形成中向体系中输入含碳的气体以及保护气氛，加热处理，在陶瓷孔中形成的催化剂颗粒，催化裂解含碳气体，在孔中生长出碳纳米纤维；s3、将各组分原料按照重量配比称量、备用；s4、将各组分原料加入反应釜中，在120-150℃条件下溶解、搅拌、混合，得到混合料；s5、将混合料转移至造粒机，经过造粒、筛选和造粒优化，得到颗粒状母料。
12.优选的，制备改性聚四氟乙烯中使用的激光器的激元为arf、krf或xecl中的任意一种。
13.优选的，制备陶瓷和碳纳米复合材料制备时用到的含金属的催化剂为金属、金属氧化物、金属盐或它们的混合，包括fe、co、ni、ru、rh、pd、ir、pt及其氧化物、金属盐或它们的混合。
14.本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：聚四氟乙烯在-180℃-250℃范围内连续长期使用，摩擦系数低，制作件摩擦系数为0.04，吸水性小、不易燃、无极性，密度为22.1-2.3g/cm3，具有十分优良的化学性能，强酸、强碱、强氧化剂，即使在高温下，对它不发生任何作用，它还是一种优良的防粘和润滑性的添加剂，也是优于其它塑料防腐的材料，本发明中添加变性的聚四氟乙烯，减少传统聚四氟乙烯的形变、蠕变，增大材料的耐磨性、抗压性；本发明通过含金属的催化剂催化，将陶瓷和纳米碳交联，得到成型的复合材料，进一步增大材料的耐磨性、抗压性。
附图说明
15.图1为本发明提出的一种新型耐磨损高分子材料的生产流程图。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
17.实施例1如图1所示，本发明提出的一种新型耐磨损高分子材料，按照重量配比，各组成成分包括40份的废弃橡胶胶粉、40份的热塑性聚氨酯弹性体橡胶、60份的改性聚四氟乙烯、10份的纳米材料、5份的聚甲醛、1份的玻璃纤维、10份的木质素、5份的氧化锌、10份的硬脂酸钠、20份的甘油、16份的三乙醇胺和10份的添加剂；每份纳米材料包括20份的陶瓷和碳纳米复合材料、15份的纳米碳酸钙和10份的纳米二氧化硅。
18.在一个可选的实施例中，添加剂包括阻燃剂和抗老化剂。
19.在一个可选的实施例中，阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯、三嗪及其衍生物和三聚氰胺中的一种或多种混合。
20.在一个可选的实施例中，抗老化剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯(醚)类抗氧剂中的一种或多组混合。
21.本发明又提出一种新型耐磨损高分子材料制备方法，步骤如下：s1、制备改性聚四氟乙烯：按照聚四氟乙烯：石墨（10：2-10：3）比例混合，得到填充聚四乙烯；将填充聚氯乙烯至于某气态物质氛围中，采用激光器对其照射，气态物质发生光分解并产生活性院子或基团，攻击填充聚四乙烯的表面，使其脱氟，并引发单体在其表面聚合，生成接枝聚合物；s2、制备陶瓷和碳纳米复合材料：制备陶瓷或陶瓷前驱体中加入含金属的催化剂，倒入模具交联成型，在陶瓷形成中向体系中输入含碳的气体以及保护气氛，加热处理，在陶瓷孔中形成的催化剂颗粒，催化裂解含碳气体，在孔中生长出碳纳米纤维；s3、将各组分原料按照重量配比称量、备用；s4、将各组分原料加入反应釜中，在120-150℃条件下溶解、搅拌、混合，得到混合料；s5、将混合料转移至造粒机，经过造粒、筛选和造粒优化，得到颗粒状母料。
22.在一个可选的实施例中，制备改性聚四氟乙烯中使用的激光器的激元为arf、krf或xecl中的任意一种。
23.在一个可选的实施例中，制备陶瓷和碳纳米复合材料制备时用到的含金属的催化剂为金属、金属氧化物、金属盐或它们的混合，包括fe、co、ni、ru、rh、pd、ir、pt及其氧化物、金属盐或它们的混合。
24.实施例2如图1所示，本发明提出的一种新型耐磨损高分子材料，按照重量配比，各组成成分包括45份的废弃橡胶胶粉、45份的热塑性聚氨酯弹性体橡胶、70份的改性聚四氟乙烯、11份的纳米材料、6份的聚甲醛、2份的玻璃纤维、11份的木质素、6份的氧化锌、11份的硬脂酸钠、23份的甘油、17份的三乙醇胺和11份的添加剂；每份纳米材料包括25份的陶瓷和碳纳米复合材料、16份的纳米碳酸钙和12份的纳米二氧化硅。
25.在一个可选的实施例中，添加剂包括阻燃剂和抗老化剂。
26.在一个可选的实施例中，阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯、三嗪及其衍生物和三聚氰胺中的一种或多种混合。
27.在一个可选的实施例中，抗老化剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯(醚)类抗氧剂中的一种或多组混合。
28.本发明又提出一种新型耐磨损高分子材料制备方法，步骤如下：s1、制备改性聚四氟乙烯：按照聚四氟乙烯：石墨（10：2-10：3）比例混合，得到填充聚四乙烯；将填充聚氯乙烯至于某气态物质氛围中，采用激光器对其照射，气态物质发生光分解并产生活性院子或基团，攻击填充聚四乙烯的表面，使其脱氟，并引发单体在其表面聚合，生成接枝聚合物；s2、制备陶瓷和碳纳米复合材料：制备陶瓷或陶瓷前驱体中加入含金属的催化剂，倒入模具交联成型，在陶瓷形成中向体系中输入含碳的气体以及保护气氛，加热处理，在陶瓷孔中形成的催化剂颗粒，催化裂解含碳气体，在孔中生长出碳纳米纤维；s3、将各组分原料按照重量配比称量、备用；s4、将各组分原料加入反应釜中，在120-150℃条件下溶解、搅拌、混合，得到混合料；s5、将混合料转移至造粒机，经过造粒、筛选和造粒优化，得到颗粒状母料。
29.在一个可选的实施例中，制备改性聚四氟乙烯中使用的激光器的激元为arf、krf或xecl中的任意一种。
30.在一个可选的实施例中，制备陶瓷和碳纳米复合材料制备时用到的含金属的催化剂为金属、金属氧化物、金属盐或它们的混合，包括fe、co、ni、ru、rh、pd、ir、pt及其氧化物、金属盐或它们的混合。
31.实施例3如图1所示，本发明提出的一种新型耐磨损高分子材料，按照重量配比，各组成成分包括50份的废弃橡胶胶粉、50份的热塑性聚氨酯弹性体橡胶、80份的改性聚四氟乙烯、12份的纳米材料、7份的聚甲醛、3份的玻璃纤维、12份的木质素、8份的氧化锌、12份的硬脂酸钠、25份的甘油、18份的三乙醇胺和12份的添加剂；每份纳米材料包括30份的陶瓷和碳纳米复合材料、18份的纳米碳酸钙和14份的纳米二氧化硅。
32.在一个可选的实施例中，添加剂包括阻燃剂和抗老化剂。
33.在一个可选的实施例中，阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯、三嗪及其衍生物和三聚氰胺中的一种或多种混合。
34.在一个可选的实施例中，抗老化剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯(醚)类抗氧剂中的一种或多组混合。
35.本发明又提出一种新型耐磨损高分子材料制备方法，步骤如下：s1、制备改性聚四氟乙烯：按照聚四氟乙烯：石墨（10：2-10：3）比例混合，得到填充聚四乙烯；将填充聚氯乙烯至于某气态物质氛围中，采用激光器对其照射，气态物质发生光分解并产生活性院子或基团，攻击填充聚四乙烯的表面，使其脱氟，并引发单体在其表面聚合，生成接枝聚合物；s2、制备陶瓷和碳纳米复合材料：制备陶瓷或陶瓷前驱体中加入含金属的催化剂，倒入模具交联成型，在陶瓷形成中向体系中输入含碳的气体以及保护气氛，加热处理，在陶瓷孔中形成的催化剂颗粒，催化裂解含碳气体，在孔中生长出碳纳米纤维；
s3、将各组分原料按照重量配比称量、备用；s4、将各组分原料加入反应釜中，在120-150℃条件下溶解、搅拌、混合，得到混合料；s5、将混合料转移至造粒机，经过造粒、筛选和造粒优化，得到颗粒状母料。
36.在一个可选的实施例中，制备改性聚四氟乙烯中使用的激光器的激元为arf、krf或xecl中的任意一种。
37.在一个可选的实施例中，制备陶瓷和碳纳米复合材料制备时用到的含金属的催化剂为金属、金属氧化物、金属盐或它们的混合，包括fe、co、ni、ru、rh、pd、ir、pt及其氧化物、金属盐或它们的混合。
38.聚四氟乙烯在-180℃-250℃范围内连续长期使用，摩擦系数低，制作件摩擦系数为0.04，吸水性小、不易燃、无极性，密度为22.1-2.3g/cm3，具有十分优良的化学性能，强酸、强碱、强氧化剂，即使在高温下，对它不发生任何作用，它还是一种优良的防粘和润滑性的添加剂，也是优于其它塑料防腐的材料，本发明中添加变性的聚四氟乙烯，减少传统聚四氟乙烯的形变、蠕变，增大材料的耐磨性、抗压性；本发明通过含金属的催化剂催化，将陶瓷和纳米碳交联，得到成型的复合材料，进一步增大材料的耐磨性、抗压性。
39.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。