本申请涉及高分子材料领域，更具体地说，它涉及一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材及其制备方法。
背景技术：
超高分子量聚乙烯的分子量一般较大，其相对分子质量一般大于１５０万，正是因为超高分子量聚乙烯的相对分子质量极高，使得超高分子量聚乙烯具有许多普通的聚乙烯没有的优异性能，是所有工程塑料中综合性能最优异之一。但是超高分子量聚乙烯也有不足之处，主要缺点就是加工流动性极差，因此，改善超高分子量聚乙烯材料的流动性能是对其实用性调整的关键。
现有对超高分子聚乙烯材料进行制备的过程中，通过添加油性物质改善其加工性能的方案最为常见，通过将添加了隔板油的超高分子量聚乙烯制备成电池材料的隔膜板材料也是超高分子量聚乙烯材料量产化的产品。
针对上述中的相关技术，发明人认为在实际使用过程中，由于添加了油性材料的超高分子量聚乙烯材料在实际使用过程中油性物质会迁移渗漏，同时添加油性物质的超高分子量聚乙烯材料内部会被油性物质负载存在大量微孔孔隙结构，导致超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能大幅降低，同时油性物质添加改性后的超高分子量聚乙烯材料的回收效果不佳，无法对其进行资源化利用的同时，提高超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能。
技术实现要素：
为了克服回收超高分子量聚乙烯隔膜板材，在不添加油性物质后，加工性和耐磨性不佳的缺陷，本申请提供一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材及其制备方法，采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材，采用如下的技术方案：
一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材，包括下列重量份物质：20～50份超高分子量聚乙烯隔膜板、18～30份聚酰胺、3～5份石蜡油和2～3份功能助剂。
通过采用上述技术方案，由于本申请通过对超高分子量聚乙烯隔膜板进行回收后，采用聚酰胺代替传统的隔膜板中采用的油性材料，一方面，超高分子量聚乙烯隔膜板在制备过程中，由于油性物质的添加，使超高分子量聚乙烯隔膜板内部形成贯穿的孔隙结构，通过添加聚酰胺进行改性，由于聚酰胺是分子链重复单元中含有酰胺键（-conh-）的线型聚合物，其分子链中含有大量的强极性酰胺基团，分子间形成大量的氢键，因此聚酰胺的结晶性好，熔点高，并具有良好的加工流动性，将其添加至超高分子量聚乙烯隔膜板的多孔结构中，可以有效改善超高分子量聚乙烯材料的流动性能，便于其加工挤出，另一方面，由于聚乙烯材料具有良好的结晶性能和耐摩擦性能，将其添加至超高分子量聚乙烯材料内部，能改善复合材料的耐磨性能，提高超高分子量聚乙烯的流动性能的同时，增强其耐磨性能，从而有效克服了回收超高分子量聚乙烯隔膜板材在不添加油性物质后加工性和耐磨性不佳的缺陷。
进一步地，所述高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材包括下列重量份的物质：35份微孔结构超高分子量聚乙烯隔膜板、25份聚酰胺、4份石蜡油和3份功能助剂；所述微孔结构超高分子量聚乙烯隔膜板平均孔径为25～30nm，孔隙率为35～40％。
通过采用上述技术方案，由于本申请优化了各组分的比例的同时，对超高分子量聚乙烯的微孔结构进行有效的限定，目的在于筛选出合适的配合比例，改善聚酰胺在超高分子量聚乙烯材料中的负载比例，使其不会由于负载量过低，无法有效改善超高分子量聚乙烯材料的加工性能，也不会由于添加量过高，导致超高分子量聚乙烯复合材料力学性能降低的问题，使制备的超高分子量聚乙烯材料兼顾优异的力学性能和加工流动性。
进一步地，所述高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材还包括重量份为6～8份的abs和1～2份苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物。
通过采用上述技术方案，由于本申请还通过在高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材体系中添加了abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物，通过聚酰胺与abs在苯乙烯-马来酸酐的接枝作用下有效的共混形成复合体系，由于聚酰胺与abs能有效复合形成具有高流动性，高冲击强度和高断裂伸长率的材料，从而进一步改善通过简单添加聚酰胺改善超高分子量聚乙烯材料的加工性能和耐磨性能的方案，提高改性后超高分子量聚乙烯板材料的力学强度和加工性能。
进一步地，所述聚酰胺为聚酰胺1010、聚酰胺612或聚酰胺12中的任意一种。
通过采用上述技术方案，由于本申请优化了聚酰胺材料的种类，其中聚酰胺1010具有良好的延展性能，在高温下形成良好的加工性能，聚乙烯612韧性优异，将其添加至超高分子量聚乙烯材料内部，有效提高其加工性和力学性能，最后采用的聚酰胺12具有良好的分解温度，能在高温挤出熔融过程中，不会因为分解温度过高而降解，所以本申请采用优化后的聚酰胺，能进一步兼顾超高分子量聚乙烯材料的力学强度和加工性能。
进一步地，所述高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材还包括重量份为1～2份的回收填料，所述回收填料为粒径500～800目的pcb印刷电路板粉碎料。
通过采用上述技术方案，由于本申请目的在于改善超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能和加工性能，通过添加耐磨填料能有效提高超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能，所以本申请通过选用pcb印刷电路板粉碎料为添加的填料，由于pcb板材料为玻璃纤维，通过将其粉碎并有效负载至超高分子量聚乙烯材料内部，形成良好的分散体系并有效缠结，改善了超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能，同时回收的电路板材料能有效资源回收利用，降低制备的成本。
第二方面，本申请提供一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材的制备方法，所述高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材的制备步骤包括：s1、流动性改性树脂制备：按配方先将聚酰胺、abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物混合并干燥，收集干燥物料并熔融挤出，收集得流动性改性树脂；s2、再按配方将回收填料、石蜡油和功能助剂置于3500～4000r/min下搅拌混合，收集混合料；s3、按配方将混合料、微孔结构超高分子量聚乙烯和流动性改性树脂再次混合并置于双螺杆挤出机中，挤出至模具中，加压成型即可制备得所述高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材。
通过采用上述技术方案，由于本申请优化了制备超高分子量聚乙烯材料的制备顺序，先通过聚酰胺、abs和苯乙烯-马来酸酐进行复合共混，制备聚酰胺/abs复合材料，再通过苯乙烯-马来酸酐具有的苯乙烯链段，与abs形成良好的结合，改善聚酰胺和abs之间的相容性能，使制备的聚酰胺/abs具有良好的流动性能的同时，提高了其力学强度和耐磨性能，从而在后续制备的过程中，有效添加并负载在超高分子量聚乙烯材料孔隙内部，从而改善了超高分子量聚乙烯耐磨板材料的耐磨性能和流动性能。
进一步地，步骤s1所述的熔融挤出步骤包括：s11、将干燥物料置于双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机一区温度245℃、二区温度250℃、三区温度245℃、机头温度240℃，螺杆转速1000r/min；s12，待挤出熔融出料时，调节挤喂料压力为65～70n，牵引速度300～500r/min，熔融挤出并收集挤出流动性改性树脂。
通过采用上述技术方案，本申请通过筛选了合适的熔融挤出的温度和转速，使制备的abs/聚酰胺材料具有良好的结合强度和稳定性能，使其在后续的使用过程中，能有效填充并负载至超高分子量聚乙烯材料内部，从而有效提高超高分子量聚乙烯材料的耐磨性和流动性。
进一步地，步骤s3所述的加压成型压强为3～5mpa。
通过采用上述技术方案，本申请在对超高分子量聚乙烯板材的加工过程中，通过设置加压成型的压强，有效促进超高分子量在高压环境下成型，通过高压的处理方案，能使超高分子量聚乙烯板材料的密实度有效提高，从而进一步改善了超高分子量聚乙烯材料的结构性能，提高了超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
第一、本申请通过对超高分子量聚乙烯隔膜板进行回收后，采用聚酰胺代替传统的隔膜板中采用的油性材料，一方面，通过添加聚酰胺进行改性，有效改善超高分子量聚乙烯材料的流动性能，便于其加工挤出，另一方面，由于聚乙烯材料具有良好的结晶性能和耐摩擦性能，将其添加至超高分子量聚乙烯材料内部，能改善复合材料的耐磨性能，提高超高分子量聚乙烯的流动性能的同时，增强其耐磨性能，从而有效克服了回收超高分子量聚乙烯隔膜板材，在不添加油性物质后，加工性和耐磨性不佳的缺陷。
第二、本申请优化了各组分的比例的同时，对超高分子量聚乙烯的微孔结构进行有效的限定，目的在于筛选出合适的配合比例，改善聚酰胺在超高分子量聚乙烯材料中的负载比例，使其不会由于负载量过低，无法有效改善超高分子量聚乙烯材料的加工性能，也不会由于添加量过高，导致超高分子量聚乙烯复合材料力学性能降低的问题，使制备的超高分子量聚乙烯材料兼顾优异的力学性能和加工流动性。
第三、本申请还通过在高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材体系中添加了abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物，通过聚酰胺与abs在苯乙烯-马来酸酐的接枝作用下有效的共混形成复合体系，由于聚酰胺与abs能有效复合形成具有高流动性，高冲击强度和高断裂伸长率的材料，从而进一步改善通过简单添加聚酰胺改善超高分子量聚乙烯材料的加工性能和耐磨性能的方案，提高改性后超高分子量聚乙烯板材料的力学强度和加工性能。
第四、本申请通过添加耐磨填料能有效提高超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能，所以本申请通过选用pcb印刷电路板粉碎料为添加的填料，由于pcb板材料为玻璃纤维，通过将其粉碎并有效负载至超高分子量聚乙烯材料内部，形成良好的分散体系并有效缠结，改善了超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能，同时回收的电路板材料能有效资源回收利用，降低制备的成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所用的原料和仪器设备如下所示，但不以此为限：
本申请中各原料和仪器设备均可通过市售获得，具体型号如下：
表1原料和仪器设备的型号
功能助剂的制备例
制备例1
取50g抗氧剂1010和2g抗氧剂168添加至120g抗紫外老化剂中，制备得功能助剂1。
制备例2
取55g抗氧剂1010和2.5g抗氧剂168添加至130g抗紫外老化剂中，制备得功能助剂2。
制备例3
取60g抗氧剂1010和3.0g抗氧剂168添加至140g抗紫外老化剂中，制备得功能助剂3。
实施例
实施例1
将1.8kg聚酰胺、600gabs和100g苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物混合并干燥，将干燥物料置于双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机一区温度245℃、二区温度250℃、三区温度245℃、机头温度240℃，螺杆转速1000r/min；待挤出熔融出料时，调节挤喂料压力为65n，牵引速度300r/min，熔融挤出并收集挤出流动性改性树脂，再取100g回收填料、300g石蜡油和200g功能助剂1置于3500r/min下搅拌混合，收集混合料，将600g混合料、2kg超高分子量聚乙烯和2.5kg流动性改性树脂再次混合并置于双螺杆挤出机中，挤出至模具中，在3mpa加压成型，即可制备得所述高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材。
实施例2～1
实施例2～11：一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材，与实施例1的区别在于，其原料配比如表2所示
表2实施例1～11原料组分用量
对比例
对比例1：一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材，与实施例1的区别在于，高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材中不添加聚酰胺、abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物。
对比例2：一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材，与实施例1的区别在于，高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材中采用2.4kg的abs代替实施例1中的聚酰胺/abs混合料。
对比例3：一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材，与实施例11的区别在于，高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材中不添加苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物。
对比实施例
对比实施例1：一种高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材，与实施例7的区别在于，高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材中采用1.8kg聚酰胺6代替实施例1中的聚酰胺1010。
性能检测试验
分别对实施例1～11、对比例1～3和对比实施例1制备的高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材进行流变性能和耐磨性能检测。
检测方法/试验方法
按照gb/t3682-2000、astmd1238-98的测试条件测试，在一定时间流出的复合材料的质量换算成单位为g/10min，即得到该条件下复合材料的烙体流动速率。
按照gb/t3960-1983测试，用m-200型磨损试验机进行摩擦磨损试验，所得测试结果如下表表3所示。
具体检测结果如下表表3所示：
表3磨损性及流变性能检测表
参考表3的性能检测对比可以发现：
（1）将实施例1～3直接进行性能对比，实施例1～3中实施例2的磨损性和流动性最为优异，由表2中配比可以发现，实施例2中各组分配比最为适合，说明本申请技术方案通过对功能助剂配方进行筛选，能改善超高分子量聚乙烯的流动性能的同时，增强其耐磨性能。
（2）将实施例1和实施例4～5进行对比，结合表3数据可以发现，表3中实施例4～5中的实施例5的耐磨性能和流动性能明显提高，说明本申请技术方案通过对超高分子量聚乙烯隔膜板进行回收后，采用聚酰胺代替传统的隔膜板中采用的油性材料，能提高超高分子量聚乙烯的流动性能的同时，增强其耐磨性能。
（3）将实施例1与实施例6～8对比，实施例6～8的耐磨性能和流动性能明显提高，说明本申请技术方案采用多孔结构的超高分子量的聚乙烯板材料有效改善超高分子量聚乙烯材料的加工性能，使制备的超高分子量聚乙烯材料兼顾优异的力学性能和加工流动性。
（4）将实施例1与实施例9～10进行性能对比，由于实施例9～10调整了添加的abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物的添加量，且由表3可以看出，表3中的磨损性和流动性有效降低，说明本申请在高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材体系中添加了abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物，通过聚酰胺与abs在苯乙烯-马来酸酐的接枝作用下有效的共混形成复合体系，改善通过简单添加聚酰胺改善超高分子量聚乙烯材料的加工性能和耐磨性能的方案，提高改性后超高分子量聚乙烯板材料的力学强度和加工性能。
（5）将实施例1与实施例11进行性能对比，由于实施例11去除了添加的回收填料添加量，且由表3可以看出，表3中的磨损性和流动性略有降低，说明本申请添加耐磨填料能有效提高超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能。
（6）结合对比例1～3和实施例1进行对比，对比例1～3中分别调整了abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物添加量，且由表3可知，对比例1～3性能显著降低，进一步佐证了本申请在高流动性超高分子量聚乙烯耐磨板材体系中添加了abs和苯乙烯-马来酸酐接枝共聚物，通过聚酰胺与abs在苯乙烯-马来酸酐的接枝作用下有效的共混形成复合体系，改善通过简单添加聚酰胺改善超高分子量聚乙烯材料的加工性能和耐磨性能的方案，提高改性后超高分子量聚乙烯板材料的力学强度和加工性能。
（7）将对比实施例1和实施例1进行对比并结合表3可以发现，由于对比实施例中调整了聚酰胺的种类，导致性能略有降低，说明本申请技术方案优化选取的聚酰胺能提高改性后超高分子量聚乙烯板材料的力学强度和加工性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。