石蜡复合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种石蜡复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着经济生活的日益发展，冰雪运动在我国受到越来越多的关注。对于滑雪运动员，除了自身高超的滑雪竞技技术和设计精良的滑雪板之外，涂抹在滑雪板底下的滑雪蜡，也是其取得优异成绩的重要组成部分。滑雪蜡可以提高滑雪速度、防止较高温气候下雪板粘雪，还可以起到保护雪板的作用。在雪板两头涂上摩擦力较小的滑雪蜡，还可以增加转弯的灵活性和减少下坡时的阻力。
3.目前，国内销售的滑雪蜡普遍耐磨性较差，在使用过程中雪板掉蜡严重，而且容易粘雪。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供一种润滑性和耐磨性高、不易掉蜡且不易粘雪的石蜡复合材料及其制备方法。
5.本发明的第一方面，提供一种石蜡复合材料，按重量份数计，所述石蜡复合材料的制备原料包括：石蜡75-90份、增粘剂5-15份、聚四氟改性聚乙烯蜡2-10份、二硫化钼1-5份和稳定剂0.1-0.5份。
6.在其中一个实施例中，按重量份数计，所述石蜡复合材料的制备原料包括：石蜡80-88份、增粘剂5-10份、聚四氟改性聚乙烯蜡5-10份、二硫化钼1-3份和稳定剂0.1-0.3份。
7.在其中一个实施例中，按重量份数计，所述石蜡复合材料的制备原料包括：石蜡80-85份、增粘剂5-8份、聚四氟改性聚乙烯蜡8-10份、二硫化钼1-2份和稳定剂0.1-0.2份。
8.在其中一个实施例中，所述增粘剂为环戊二烯树脂和/或萜烯树脂。
9.在其中一个实施例中，所述稳定剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、n-异丙基n-苯基苯二胺和2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种。
10.本发明的第二方面，提供一种所述石蜡复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
11.将所述石蜡加热至熔融，加入所述增粘剂、聚四氟改性聚乙烯、二硫化钼和稳定剂，搅拌，制备混合液体，冷却。
12.在其中一个实施例中，所述加热的温度为140-150℃。
13.在其中一个实施例中，所述搅拌的速度为500-800转/分钟。
14.在其中一个实施例中，所述搅拌的时间为1-2小时。
15.本发明的第三方面，提供一种滑雪蜡，包含所述的石蜡复合材料。
16.相对于现有技术，本发明具有如下的优点及有益效果：
17.本发明提供的石蜡复合材料通过合理配伍各原料的重量份，并配合加入聚四氟改性聚乙烯蜡和二硫化钼，各组分互相协同可以显著改善复合材料的润滑性、极压性、耐划伤
性和抗粘雪性，得到的石蜡复合材料润滑性和耐磨性高、不易掉蜡且不易粘雪。
具体实施方式
18.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。下文给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
20.本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
21.本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
22.本发明提供一种石蜡复合材料，按重量份数计，所述石蜡复合材料的制备原料包括：石蜡75-90份、增粘剂5-15份、聚四氟改性聚乙烯蜡2-10份、二硫化钼1-5份和稳定剂0.1-0.5份。
23.在其中一个示例中，按重量份数计，所述石蜡复合材料的制备原料包括：石蜡80-88份、增粘剂5-10份、聚四氟改性聚乙烯蜡5-10份、二硫化钼1-3份和稳定剂0.1-0.3份。
24.在其中一个示例中，按重量份数计，所述石蜡复合材料的制备原料包括：石蜡80-85份、增粘剂5-8份、聚四氟改性聚乙烯蜡8-10份、二硫化钼1-2份和稳定剂0.1-0.2份。
25.通过合理配伍各原料的重量份，并配合加入聚四氟改性聚乙烯蜡和二硫化钼，各组分互相协同可以得到较好的颗粒形状和粒径分布，分散性好，不粘结，显著改善石蜡复合材料的润滑度和抗划伤性能，还可以避免石蜡复合材料粘度过低，导致的材料内聚力减少，组分间粘结性差，容易掉蜡，或粘性过高，导致材料粘性太大，容易粘雪，同时使材料具有高硬度、抗划伤、耐磨伤、抗粘雪及耐粘污的优点。
26.在其中一个示例中，所述增粘剂为环戊二烯树脂和/或萜烯树脂中。在制备原料中采用特定的增粘剂可以将各组分粘结在一起，提高材料的内聚力，使石蜡复合材料具有韧性和粘性。
27.在其中一个示例中，所述稳定剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、n-异丙基n-苯基苯二胺和2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种。在制备原料中采用特定的稳定剂可以避免石蜡复合材料在加工过程中变质。
28.本发明还提供一种所述石蜡复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
29.将所述石蜡加热至熔融，加入所述增粘剂、聚四氟改性聚乙烯、二硫化钼和稳定剂，搅拌，制备混合液体，冷却。
30.在其中一个示例中，所述加热的温度为140-150℃。
31.在其中一个示例中，所述搅拌的速度为500-800转/分钟。
32.在其中一个示例中，所述搅拌的时间为1-2小时。
33.本发明还提供一种滑雪蜡，包含所述的石蜡复合材料。
34.上述滑雪蜡性能优异，具有的运动粘度(80℃)范围为16-25mm2/s，针入度(25℃)范围为9-12(1/10mm)，静摩擦系数范围为0.05-0.1。运动粘度过低，材料组分间粘结性差，滑雪板容易掉蜡；反之，运动粘度过高，材料粘性较大，润滑性变差，滑雪板容易粘雪。针入度过低，材料偏脆，涂在滑雪板上的蜡容易裂开，针入度过高，材料松散，滑雪板容易掉蜡，耐磨性变差。静摩擦系数表征材料的润滑性，静摩擦系数越低，材料润滑性越好。
35.通过本发明方法得到的石蜡复合材料具有合适的运动粘度、针入度及静摩擦系数，材料润滑性和耐磨性强、不易掉蜡且不易粘雪。
36.以下为具体实施例。
37.实施例1：石蜡复合材料的制备
38.石蜡复合材料由以下方法制备得到：
39.1.将76.9g石蜡加入到反应釜中，加热至150℃，得到熔融液；
40.2.将15g环戊二烯树脂、5g聚四氟改性聚乙烯蜡、3g二硫化钼和0.1g二丁基羟基甲苯加入到上述熔融液中，控制温度150℃，以500r/min的搅拌速度搅拌2h，得到混合液；
41.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
42.实施例2：石蜡复合材料的制备
43.石蜡复合材料由以下方法制备得到：
44.1.将83.8g石蜡加入到反应釜中，加热至140℃，得到熔融液；
45.2.将5g萜烯树脂、10g聚四氟改性聚乙烯蜡、1g二硫化钼和0.2g2,6-二叔丁基对甲酚加入到上述熔融液中，控制温度150℃，以800r/min的搅拌速度搅拌1h，得到混合液；
46.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
47.实施例3：石蜡复合材料的制备
48.石蜡复合材料由以下方法制备得到：
49.1.将87g石蜡加入到反应釜中，加热至140℃，得到熔融液；
50.2.将5.5g环戊二烯树脂、2g聚四氟改性聚乙烯蜡、5g二硫化钼、0.2g丁基羟基茴香醚和0.3g n-异丙基n-苯基苯二胺加入到上述熔融液中，控制温度140℃，以700r/min的搅拌速度搅拌1.5h，得到混合液；
51.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
52.实施例4：石蜡复合材料的制备
53.石蜡复合材料由以下方法制备得到：
54.1.将79.7g石蜡加入到反应釜中，加热至150℃，得到熔融液；
55.2.将5g环戊二烯树脂、5g萜烯树脂、8g聚四氟改性聚乙烯蜡、2g二硫化钼和0.3g叔丁基对苯二酚加入到上述熔融液中，控制温度150℃，以650r/min的搅拌速度搅拌1h，得到混合液；
56.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
57.对比例1：石蜡复合材料的制备
58.对比例1的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：原料中的环戊二烯树脂为1g(实施例1为15g)。其余各组分含量及制备过程各参数和实施例1中的完全
相同。
59.具体步骤如下：
60.1.将76.9g石蜡加入到反应釜中，加热至150℃，得到熔融液；
61.2.将1g环戊二烯树脂、5g聚四氟改性聚乙烯蜡、3g二硫化钼和0.1g二丁基羟基甲苯加入到上述熔融液中，控制温度150℃，以500r/min的搅拌速度搅拌2h，得到混合液；
62.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
63.对比例2：石蜡复合材料的制备
64.对比例2的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：原料中的环戊二烯树脂为30g(实施例1为15g)。其余各组分含量及制备过程各参数和实施例1中的完全相同。
65.具体步骤如下：
66.1.将76.9g石蜡加入到反应釜中，加热至150℃，得到熔融液；
67.2.将30g环戊二烯树脂、5g聚四氟改性聚乙烯蜡、3g二硫化钼和0.1g二丁基羟基甲苯加入到上述熔融液中，控制温度150℃，以500r/min的搅拌速度搅拌2h，得到混合液；
68.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
69.对比例3：石蜡复合材料的制备
70.对比例3的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：省略了其中的关键组分聚四氟改性聚乙烯蜡，即用石蜡替代同等质量的聚四氟改性聚乙烯蜡。其余各组分含量及制备过程各参数和实施例1中的完全相同。
71.具体步骤如下：
72.1.将81.9g石蜡加入到反应釜中，加热至150℃，得到熔融液；
73.2.将1g环戊二烯树脂、3g二硫化钼和0.1g二丁基羟基甲苯加入到上述熔融液中，控制温度150℃，以500r/min的搅拌速度搅拌2h，得到混合液；
74.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
75.对比例4：石蜡复合材料的制备
76.对比例4的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：省略了其中的关键组分二硫化钼，即用石蜡替代同等质量的二硫化钼。其余各组分含量及制备过程各参数和实施例1中的完全相同。
77.1.将79.9g石蜡加入到反应釜中，加热至150℃，得到熔融液；
78.2.将15g环戊二烯树脂、5g聚四氟改性聚乙烯蜡和0.1g二丁基羟基甲苯加入到上述熔融液中，控制温度150℃，以500r/min的搅拌速度搅拌2h，得到混合液；
79.3.将上述混合液倒出冷却成型，得到石蜡复合材料。
80.对实施例1～4及对比例1～4制得的石蜡复合材料的运动粘度、针入度及静摩擦系数进行测定，并记录滑雪板涂覆上述材料后的使用情况，测试结果如下表1所示。根据石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法测定运动粘度，测试标准为gb/t 265-1998。根据石油蜡针入度测定法测定针入度，测试标准为gb/t 4985-2010。根据塑料薄膜和薄片摩擦系数的测定方法测定静摩擦系数，测试标准为gb/t 10006-2021。其中，静摩擦系数测试前需要制样操作，具体方法为：在0.2mm聚乙烯透明薄片板上预浸一层厚度约0.1mm的石蜡复合材料混合液，冷却后待用)。
81.将100质量实施例1～4及对比例1～4制得的石蜡复合材料均匀涂覆在型号为terror p21(147cm camber)的滑雪板上，将16位试用者随机分为8组，使用120分钟后，评价滑雪板使用情况，润滑性、耐磨性、抗掉蜡性或抗粘雪性良好为5分，几乎无润滑性、耐磨性、抗掉蜡性或抗粘雪性为0分。再将所有人的评分汇总，取平均值，并记录结果如表2。
82.表1.实施例1～4与对比例1～4的石蜡复合材料的性能对比
[0083][0084]
表2.实施例1～4与对比例1～4的石蜡复合材料使用情况对比
[0085]
石蜡复合材料润滑性耐磨性抗掉蜡性抗粘雪性实施例15555实施例25555实施例35555实施例45555对比例15515对比例23551对比例32313对比例41445
[0086]
由表1和表2可知，本发明的石蜡复合材料运动粘度、针入度和静摩擦系数适中，实际应用效果优秀。对比例1将环戊二烯树脂添加量降低到1g，得到的滑雪蜡运动粘度过低，材料内聚力减少，材料组分间粘结性差，滑雪板容易掉蜡。对比例2将环戊二烯树脂添加量增加到30g，得到的滑雪蜡运动粘度过高，材料粘性较大，润滑性变差，滑雪板容易粘雪。对比例3将聚四氟改性聚乙烯蜡换成石蜡，得到的滑雪蜡针入度变大，静摩擦系数变大，耐磨性变差，而且滑雪板涂蜡后掉蜡严重且容易粘雪。对比例4将二硫化钼换成石蜡，得到的滑雪蜡针入度变大，静摩擦系数变大，润滑性变差。
[0087]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0088]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。