一种耐磨的自卸车衬板及其制备方法和应用与流程

本发明属于板材，具体涉及一种用耐磨的自卸车衬板及其制备方法和应用。

背景技术：

1、自卸车是土木工程、基础建设常用的运输专用车，其装载车厢能自动倾翻一定角度卸料。但是在运输沥青、黏土等粘性物料，或者运输湿金属粉体、河沙等含水量比较高的物料时，物料常常附着在自卸车的底板和车厢内侧，据统计，车厢内的积留物料可占车厢容积的1/4～1/3，需要专门人工或机械清除，严重影响运输效率和经济性。

2、目前，常见的改善粘湿性物料粘结的方法是在自卸车的车厢底板和内侧铺一层高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯(uhmw-pe)衬板，再通过沉头螺栓固定，由于衬板材料较低的表面能和疏水性，使其具备较好的自润滑性，较好的解决了物料粘结问题。

3、cn2855834u公开了一种用于自卸车的防粘连装置，其在自卸车的底板和箱体的内侧表面上设置有防粘连的衬板；该实用新型通过对现有自卸车的厢体和底板进行改进，可以使粘湿货物的倾卸更加容易，从而节约了卸货时间，提高了自卸车的工作效率，同时使自卸车的维护更为方便。虽然其有效解决了卸货残留的问题，但超高分子量聚乙烯为单纯塑料材料，硬度较低，自卸车工作中经常装卸建筑垃圾、砂石、煤等高硬度物料，对衬板产生严重的刮擦和磨损，在衬板厚度为10mm的情况下，实际使用寿命只有6个月，需频繁的更换安装新衬板，影响经济效益。

4、因此，为解决上述技术问题，急需开发一种兼具自润滑效果和高硬度的自卸车衬板。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐磨的自卸车衬板及其制备方法和应用，所述自卸车衬板以超高分子量聚乙烯树脂为基体，并在其中中加入廉价的无机填料用于增强，在成本不增加的提前提下，不仅可以保持优异的自润滑防粘结性，还有效提高了自卸车衬板的硬度，进而大幅度提高了自卸车衬板的使用寿命，显著提升了经济效益。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种耐磨的自卸车衬板，所述自卸车衬板的材料按照重量份包括如下组分：

4、

5、经研究发现，自卸车衬板的磨损机理主要为装卸硬质物料对衬板的刮擦切削和磨粒磨损，因此提高自卸车衬板材料的硬度即可有效抵抗磨损。

6、本发明提供的自卸车衬板以超高分子量聚乙烯(uhmw-pe)树脂为基体，在其中添加特定份数的无机填料、硅烷偶联剂、抗氧剂和抗紫外老化剂，通过在超高分子量聚乙烯中加入特定份数的廉价无机填料，在成本不增加的情况下，不仅可以保持材料的自润滑防粘结作用，还能改善提升自卸车衬板的硬度，进而大幅提升了自卸车衬板的使用寿命，显著提升了经济效益。

7、其中，所述无机填料可以为15重量份、20重量份、25重量份、30重量份或35重量份等。

8、所述硅烷偶联剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份等。

9、所述抗氧剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份等。

10、所述抗紫外老化剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份等。

11、优选地，所述超高分子量聚乙烯树脂的分子量为300～900万，例如400万、500万、600万、700万或800万等，进一步优选为300～500万。

12、所述超高分子量聚乙烯树脂的分子量的越高其力学性能越好，但成本也越高，由于自卸车衬板材料为非强载荷受力部件，无需过高的力学性能要求，兼顾到经济性，本发明优选分子量为300～900万的超高分子量聚乙烯树脂。

13、优选地，所述无机填料包括硅酸盐类无机填料、碳酸盐类无机填料、硫酸盐类无机填料、氧化物类无机填料、氢氧化物类无机填料、陶瓷类无机填料或碳类无机填料中的任意一种或至少两种的组合；所述无机填料的硬度需要比超高分子量聚乙烯树脂的硬度高1～2个数量级。

14、优选地，所述硅酸盐类无机填料包括玻璃微珠、硅灰石、云母粉、滑石粉或蒙脱土中的任意一种或至少两种的组合。

15、优选地，所述碳酸盐类无机填料包括大理石、石灰石、方解石或超细碳酸钙中的任意一种或至少两种的组合。

16、优选地，所述硫酸盐类无机填料包括硫酸钙和/或硫酸钡。

17、优选地，所述氧化物类无机填料包括二氧化钛、石英粉、硅微粉或硅藻粉中的任意一种或至少两种的组合。

18、优选地，所述氢氧化物类无机填料包括氢氧化镁和/或氢氧化铝。

19、优选地，所述陶瓷类无机填料包括碳化硅、氮化硅、氮化铝或氮化硼中的任意一种或至少两种的组合。

20、优选地，所述碳类无机填料包括炭黑和/或碳纤维。

21、优选地，所述无机填料包括石英粉、硅微粉、硅灰石、硫酸钙或玻璃微珠中的任意一种或至少两种的组合，选择上述特定种类的无机填料添加到高分子量聚乙烯树脂中可以兼具高硬度和低成本。

22、优选地，所述无机填料的形状包括颗粒状、针状、球形、片状或纤维状中的任意一种或至少两种的组合。

23、优选地，所述无机填料的形状包括颗粒状和/或球形，避免使用长径比、厚径比较大的针状、片状、纤维状填料，可以减少取向性造成材料性能均匀性问题。

24、优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)和/或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(kh570)，利用上述硅烷偶联剂可以将超高分子量聚乙烯和无机填料耦合在一起，进一步增加体系的相容性。

25、优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，二者搭配具有协同增效的作用。

26、优选地，所述主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和/或受阻胺类抗氧剂。

27、优选地，所述辅助抗氧剂包括亚磷酸酯、有机硫化物或金属离子钝化剂中的任意一种或至少两种的组合。

28、优选地，所述抗紫外老化剂包括光屏蔽剂、紫外线吸收剂、淬灭剂或自由基捕获剂中的任意一种或至少两种的组合。

29、优选地，所述抗紫外老化剂包括光屏蔽剂、紫外线吸收剂、淬灭剂或自由基捕获剂的组合，将上述四种抗紫外来滑稽一起使用，可以形成多层防护屏障，起到协同保护的作用。

30、优选地，所述光屏蔽剂包括炭黑、氧化锌或二氧化钛中的任意一种或至少两种的组合。

31、优选地，所述紫外线吸收剂包括水杨酸酯类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、取代丙烯腈类紫外线吸收剂或三嗪类紫外线吸收剂中的任意一种或至少两种的组合。

32、优选地，所述淬灭剂包括镍的有机络合物。

33、优选地，所述自由基捕获剂包括受阻胺类衍生物。

34、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述自卸车衬板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

35、(1)将硅烷偶联剂和无机填料在水中混合，得到硅烷偶联剂处理后的无机填料；

36、(2)将超高分子量聚乙烯树脂、步骤(1)得到的硅烷偶联剂处理后的无机填料、抗氧剂和抗紫外老化剂进行混合，经热压和冷压，得到所述自卸车衬板。

37、优选地，步骤(1)所述混合结束后还包括烘干的步骤。

38、优选地，所述烘干的温度为80～120℃，例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃或115℃等。

39、优选地，步骤(2)所述热压的温度为160～200℃，例如165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃或195℃等。

40、优选地，步骤(2)所述热压的压力为8～12mpa，例如8.5mpa、9mpa、9.5mpa、10mpa、10.5mpa、11mpa或11.5mpa等。

41、优选地，步骤(2)所述热压的时间为15～25min，例如16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min或24min等。

42、优选地，步骤(2)所述冷压的温度为常温。

43、优选地，步骤(2)所述冷压的压力为10～12mpa，例如10mpa、10.5mpa、11mpa、11.5mpa或12mpa等。

44、优选地，步骤(2)所述冷压的时间为5～15min，例如6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min或14min等。

45、第三方面，本发明提供一种自卸车，所述自卸车包括如第一方面所述的耐磨的自卸车衬板。

46、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

47、(1)本发明提供的耐磨的自卸车衬板的材料包括特地份数的超高分子量聚乙烯、无机填料、硅烷偶联剂、抗氧剂和抗紫外老化剂，通过利用在超高分子量聚乙烯中加入廉价的无机填料，在成本不增加的情况下，不仅可以保持材料自润滑防粘结作用，还能改善升衬自卸车衬板的硬度，大幅提升自卸车衬板的使用寿命，显著提升了经济效益；

48、(2)本发明提供的耐磨的自卸车衬板的制备方法简单、原料来源广泛、生产工艺安全以及生产成本适中，具有非常高的市场应用价值与广阔的应用前景。