1.本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種耐磨耐蝕能注塑的高分子復(fù)合材料；本發(fā)明還涉及一種泵用配件制造方法。

背景技術(shù)：

2.泵用材料選擇的考慮因素有：強(qiáng)度、腐蝕、耐磨粒磨損、生產(chǎn)和機(jī)械加工性能、維修性能、成本等。常用的泵用材料有鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼、黃銅、非金屬材料。泵用非金屬材料主要用于密封，如聚四氟乙烯、氟橡膠、丁腈橡膠等。其中聚四氟乙烯因具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐高溫性能多用于化工泵的密封件，適用于250℃內(nèi)幾乎所有的化學(xué)介質(zhì)，其缺點(diǎn)是硬度較高、裝配難度大。近年來(lái)，泵用復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到重視，cn 206320067 u公開(kāi)了一種復(fù)合材料的磁力泵用泵軸，泵軸基體材料為金屬材質(zhì)，外表噴涂耐腐、耐磨的非金屬材料，跟據(jù)不同介質(zhì)選用耐腐、耐磨的碳化硅、碳化鎢等，既有足夠的強(qiáng)度和韌性，又有優(yōu)異的耐腐、耐磨性。cn 108070217a公開(kāi)了一種用于真空泵旋片的復(fù)合材料，復(fù)合材料由玻璃布和多官能縮水甘油型環(huán)氧樹(shù)脂組成，復(fù)合材料具有較高硬度以及優(yōu)越的耐酸堿性。已開(kāi)發(fā)的一些復(fù)合材料遠(yuǎn)比黃銅、碳鋼等金屬材料優(yōu)秀。但多數(shù)材料表面硬度不夠，材料強(qiáng)度也不足夠高，尤其是抗剪切強(qiáng)度偏低，在耐磨性、耐砂性方面也有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

3.為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種耐沖擊、耐低溫、耐磨損、耐化學(xué)腐蝕，能注塑加工的高分子復(fù)合材料，它適合用來(lái)制備泵用配件；本發(fā)明目的還在于提供一種泵用配件的制造方法。

4.為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供一種耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，所述復(fù)合材料組分包括35～50質(zhì)量份高密度聚乙烯，20～30質(zhì)量份線(xiàn)性低密度聚乙烯，15～35質(zhì)量份超高分子量聚乙烯，5～15質(zhì)量份增強(qiáng)纖維，1.5～5質(zhì)量份加工助劑；所述復(fù)合材料由干燥后的各組分物料經(jīng)混合、熔融擠出和造粒，通過(guò)塑化及均勻混合后制得，其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合；所述超高分子量聚乙烯的分子量為800～1200萬(wàn)；所述高密度聚乙烯的結(jié)晶度為70%～85%，熔融指數(shù)為15～20g/10min；所述線(xiàn)性低密度聚乙烯的結(jié)晶度為55%～70%，熔融指數(shù)為30～50g/10min；所述增強(qiáng)纖維包括均經(jīng)表面改性劑表面活化后的玄武巖纖維、六鈦酸鉀晶須、海泡石纖維中的一種或任意二種的混合物，增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖維0.5wt%～1.5wt%的表面改性劑，裝袋活化時(shí)間不低于20h，所述表面改性劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑兩者中的一種或兩者的混合物；所述加工助劑包括增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、導(dǎo)熱劑、抗氧劑中的至少一種。

5.作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明提供的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，所述增塑劑為1～3質(zhì)量份馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟；所述馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟的分子量為1000～1499。

6.作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明提供的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，所述成核劑為0.1～0.5質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑。

7.作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明提供的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，所述潤(rùn)滑劑為0.1～0.7質(zhì)量份氧化聚乙烯蠟。

8.作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明提供的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，所述導(dǎo)熱劑為0.2～0.5質(zhì)量份氧化石墨烯。

9.作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明提供的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，所述抗氧劑為0.1～0.3質(zhì)量份抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑168的一種或二種以上的組合。

10.為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，另一方面，本發(fā)明提供泵用配件制造方法，包括以下步驟：將包括干燥后的35～50質(zhì)量份高密度聚乙烯、20～30質(zhì)量份線(xiàn)性低密度聚乙烯、15～35質(zhì)量份超高分子量聚乙烯、5～15質(zhì)量份增強(qiáng)纖維、1.5～5質(zhì)量份加工助劑混合、熔融擠出和造粒，通過(guò)塑化及均勻混合后制得注塑級(jí)復(fù)合材料，其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合；得到的注塑級(jí)復(fù)合材料，通過(guò)注塑成型生產(chǎn)泵用配件，注塑成型溫度設(shè)置為：一區(qū)180～200℃，二～四區(qū)230～270℃，注塑壓力：80～120pa，流量為注塑機(jī)最大流量的70%～90%，模具溫度：60～80℃；所述超高分子量聚乙烯的分子量為800～1200萬(wàn)；所述高密度聚乙烯的結(jié)晶度為70%～85%，熔融指數(shù)為15～20g/10min；所述線(xiàn)性低密度聚乙烯的結(jié)晶度為55%～70%，熔融指數(shù)為30～50g/10min；所述增強(qiáng)纖維包括均經(jīng)表面改性劑表面活化后的玄武巖纖維、六鈦酸鉀晶須、海泡石纖維中的一種或任意二種的混合物，增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖維0.5wt%～1.5wt%的表面改性劑，裝袋活化時(shí)間不低于20h，所述表面改性劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑兩者中的一種或兩者的混合物；所述加工助劑包括增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、導(dǎo)熱劑、抗氧劑中的至少一種。

11.作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明提供的泵用配件制造方法，所述混合、熔融擠出和造粒過(guò)程采用雙螺桿擠出機(jī)完成，熔融擠出過(guò)程分為十一個(gè)工作溫區(qū)，溫度設(shè)置為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)220～240℃，四～十區(qū)240～260℃，頭區(qū)溫度：240～260℃；熔融擠出過(guò)程中的螺桿轉(zhuǎn)速為350～450rpm；其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合，在第四～六工作溫區(qū)加入。

12.作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明提供的泵用配件制造方法，所述增塑劑為1～3質(zhì)量份分子量為1000～1499的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟；所述成核劑為0.1～0.5質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑；所述潤(rùn)滑劑為0.1～0.7質(zhì)量份氧化聚乙烯蠟；所述導(dǎo)熱劑為0.2～0.5質(zhì)量份氧化石墨烯；所述抗氧劑為0.1～0.3質(zhì)量份抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑168的一種或二種以上的組合。

13.在不沖突的情況下，前述優(yōu)選方案可單獨(dú)或組合實(shí)施。

14.超高分子量聚乙烯(uhmwpe)，一般是指粘均分子量大于100

×

104g/mol的乙烯高聚物，具有很好的耐沖擊、耐低溫、耐磨損、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但是也具有極高的熔體粘度、很低的傳熱效率等特性。超高分子量聚乙烯熔體粘度高、導(dǎo)熱性差，超高分子量聚乙烯又是一種難加工的材料，很多連續(xù)化加工方法都不適用，形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件也難以成型，現(xiàn)有技術(shù)不能采用注塑成型的方法制造機(jī)械零配件。增強(qiáng)纖維的加入，雖能改善材料的力學(xué)性能，但降低了材料的能注塑性能，使材料更難于采用注塑成型的方法制造機(jī)械零配件。

高密度聚乙烯耐酸堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性?xún)?yōu)良，低溫時(shí)，仍能保持一定的韌性，但是力學(xué)性能較差，透氣差，易變形，易老化，易發(fā)脆，易應(yīng)力開(kāi)裂，表面硬度低，常用高密度聚乙烯結(jié)晶度為80%～90%。線(xiàn)性低密度聚乙烯盡管能注塑成型，但其表面硬度不夠，材料強(qiáng)度也不夠高，尤其是抗剪切強(qiáng)度偏低，因此耐磨性、耐砂性有待提高。通常認(rèn)為這三種材料均不適合用作生產(chǎn)泵用配件的材料。本發(fā)明在超高分子量聚乙烯中添加高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯來(lái)使得復(fù)合材料可擠出、便于注塑成型，通過(guò)調(diào)整高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯的含量和熔融指數(shù)來(lái)提高超高分子量聚乙烯含量，從而提高材料的耐磨性等性能，通過(guò)加入增強(qiáng)纖維來(lái)改善材料的力學(xué)性能，滿(mǎn)足復(fù)合材料對(duì)力學(xué)性能、耐磨性、耐砂性和耐蝕性的性能要求。高密度聚乙烯、線(xiàn)性低密度聚乙烯、增強(qiáng)纖維與超高分子量聚乙烯結(jié)合能夠改善所得復(fù)合材料的綜合性能，且不會(huì)大幅度降低超高分子量聚乙烯的優(yōu)異性。增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合，避免過(guò)多地切斷增強(qiáng)纖維，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

15.優(yōu)選馬來(lái)酸酐接枝改性低分子量的聚乙烯蠟，可有效改善復(fù)合材料的相容性，提高其流動(dòng)性，降低成型加工溫度，改善材料的加工性能。

16.uhmwpe的耐磨性居塑料之冠，是普通pe的幾倍到幾十倍，且其耐磨性能隨著分子量的提高而遞增。作為泵用配件應(yīng)用，導(dǎo)軸承要求高的耐磨性、耐砂性和耐蝕性，在軸（或安裝在軸上的軸套）材料和表面質(zhì)量（表面硬度、粗糙度等）一定的情況下，泵的壽命就主要取決于導(dǎo)軸承的使用壽命。本發(fā)明獲得的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料具有高耐磨性、耐腐蝕、較高表面硬度、較低的線(xiàn)膨脹系數(shù)和適當(dāng)?shù)膹椥阅Ａ?，比黃銅、碳鋼等金屬材料優(yōu)秀，主要應(yīng)用于要求耐磨、耐砂和耐腐蝕工程領(lǐng)域，如導(dǎo)軸承、軸套等，應(yīng)用價(jià)值突出。

具體實(shí)施方式

17.為了更好的理解本發(fā)明，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，不應(yīng)理解對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

18.本發(fā)明提供的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，制備原料包括干燥后的35～50質(zhì)量份高密度聚乙烯、20～30質(zhì)量份線(xiàn)性低密度聚乙烯、15～35質(zhì)量份超高分子量聚乙烯、5～15質(zhì)量份增強(qiáng)纖維、1.5～5質(zhì)量份加工助劑，將各原料混合、熔融擠出和造粒，通過(guò)塑化及均勻混合后制得注塑級(jí)復(fù)合材料，其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合?；旌?、熔融擠出和造粒過(guò)程采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，熔融擠出過(guò)程分為十一個(gè)工作溫區(qū)，溫度設(shè)置為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)220～240℃，四～十區(qū)240～260℃，頭區(qū)溫度：240～260℃；熔融擠出過(guò)程中的螺桿轉(zhuǎn)速為350～450rpm；其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合，增強(qiáng)纖維在第四～六工作溫區(qū)加入。

19.得到的注塑級(jí)復(fù)合材料，通過(guò)注塑成型生產(chǎn)泵用配件，注塑成型溫度設(shè)置為：一區(qū)180～200℃，二～四區(qū)230～270℃，注塑壓力：80～120pa，流量為注塑機(jī)最大流量的70%～90%，模具溫度：60～80℃。

20.本發(fā)明中超高分子量聚乙烯的分子量為800～1200萬(wàn)；所述高密度聚乙烯的結(jié)晶度為70%～85%，熔融指數(shù)為15～20g/10min；所述線(xiàn)性低密度聚乙烯的結(jié)晶度為55%～70%，熔融指數(shù)為30～50g/10min；所述增強(qiáng)纖維包括均經(jīng)表面改性劑表面活化后的玄武巖纖維、六鈦酸鉀晶須、海泡石纖維中的一種或任意二種的混合物，增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖

維0.5wt%～1.5wt%的表面改性劑，裝袋活化時(shí)間不低于20h，所述表面改性劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑兩者中的一種或兩者的混合物；所述加工助劑包括增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、導(dǎo)熱劑、抗氧劑中的至少一種。

21.在本發(fā)明中，增塑劑優(yōu)選1～3質(zhì)量份分子量為1000～1499的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟。通常聚乙烯蠟的分子量為1500～5000，優(yōu)選改性低分子量馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟，可提高材料的相容性，降低成型加工溫度，改善材料的加工性能。

22.在本發(fā)明中，成核劑優(yōu)選為0.1～0.5質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑。

23.在本發(fā)明中，潤(rùn)滑劑優(yōu)選為0.1～0.7質(zhì)量份氧化聚乙烯蠟。

24.在本發(fā)明中，導(dǎo)熱劑優(yōu)選為0.2～0.5質(zhì)量份氧化石墨烯。

25.在本發(fā)明中，抗氧劑使用量為0.1～0.3質(zhì)量份，抗氧劑優(yōu)選為抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑168的一種或二種以上的組合。

26.實(shí)施例1：本實(shí)施例中，原料為：高密度聚乙烯，43質(zhì)量份，結(jié)晶度為70% ，熔融指數(shù)為17g/10min；購(gòu)買(mǎi)于?？松梨诠旧a(chǎn)的高密度聚乙烯。

27.線(xiàn)性低密度聚乙烯，25質(zhì)量份，結(jié)晶度為62%，熔融指數(shù)為40g/10min；購(gòu)買(mǎi)于?？松梨诠旧a(chǎn)的線(xiàn)性低密度聚乙烯。

28.超高分子量聚乙烯，25質(zhì)量份，分子量為800～1200萬(wàn)；購(gòu)買(mǎi)于美國(guó)泰科納公司生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯。

29.增強(qiáng)纖維，10質(zhì)量份；玄武巖纖維，浙江石金玄武巖纖維有限公司生產(chǎn)。增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖維1.0wt%的表面改性劑，表面改性劑使用kh

?

550硅烷偶聯(lián)劑，表面活化及干燥按現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室處理，增強(qiáng)纖維須先通過(guò)表面改性劑進(jìn)行表面活化裝袋20h后備用。

30.加工助劑，增塑劑使用2質(zhì)量份分子量為1000～1499的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟；成核劑使用0.3質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑；潤(rùn)滑劑使用0.4質(zhì)量份上海合才化工原料有限公司ope618氧化聚乙烯蠟；導(dǎo)熱劑使用0.35質(zhì)量份氧化石墨烯（采用hummers法，由石墨經(jīng)氧化

?

剝離方法自制獲得）；抗氧劑使用0.2質(zhì)量份抗氧劑1010。

31.首先，采用表面改性劑處理增強(qiáng)纖維后，封袋活化20h以上待用。所有原料按各自要求的溫度和時(shí)間進(jìn)行干燥后待用。

32.按比例稱(chēng)量高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯在臥式高速混合機(jī)中混合1～3min后，在50～80℃下加入加工助劑后再混合2～3min，加入超高分子量聚乙烯再混合2～3min，然后輸送至雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出、造粒，雙螺桿擠出機(jī)分為十一個(gè)工作溫區(qū)，溫度設(shè)置為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)220～240℃，四～十區(qū)240～260℃，頭區(qū)溫度：240～260℃；熔融擠出過(guò)程中的螺桿轉(zhuǎn)速為350～450rpm；經(jīng)處理后的增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合，增強(qiáng)纖維在雙螺桿擠出機(jī)的第四～六工作溫區(qū)加入。造粒后得到的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，經(jīng)干燥后，用注塑成型機(jī)生產(chǎn)泵用配件，實(shí)施例中注塑成型溫度設(shè)置為：一區(qū)180～200℃，二～四區(qū)230～270℃，注塑壓力：80～120pa，流量為注塑機(jī)最大流量的70%～90%，模具溫度：60～80℃。

33.實(shí)施例2：

本實(shí)施例中，原料為：高密度聚乙烯，50質(zhì)量份，結(jié)晶度為85%，熔融指數(shù)為20g/10min；購(gòu)買(mǎi)于?？松梨诠旧a(chǎn)的線(xiàn)性低密度聚乙烯。

34.線(xiàn)性低密度聚乙烯，30質(zhì)量份，結(jié)晶度為70%，熔融指數(shù)為50g/10min；購(gòu)買(mǎi)于?？松梨诠旧a(chǎn)的線(xiàn)性低密度聚乙烯。

35.超高分子量聚乙烯，15質(zhì)量份，分子量為800～1200萬(wàn)；購(gòu)買(mǎi)于美國(guó)泰科納公司生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯。

36.增強(qiáng)纖維，5質(zhì)量份；海泡石纖維，河北宏利海泡石絨有限公司生產(chǎn)。增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖維1.5wt%的表面改性劑，表面改性劑使用kh

?

550硅烷偶聯(lián)劑和美國(guó)kenrich公司kr

?

12鈦酸酯偶聯(lián)劑按質(zhì)量比1：1的混合物，表面活化及干燥按現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室處理，增強(qiáng)纖維須先通過(guò)表面改性劑進(jìn)行表面活化裝袋20h后備用。

37.加工助劑，增塑劑使用1質(zhì)量份分子量為1000～1499的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟；成核劑使用0.5質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑；潤(rùn)滑劑使用0.7質(zhì)量份上海合才化工原料有限公司ope618氧化聚乙烯蠟；導(dǎo)熱劑使用0.2質(zhì)量份氧化石墨烯（采用hummers法，由石墨經(jīng)氧化

?

剝離方法自制獲得）；抗氧劑使用0.3質(zhì)量份抗氧劑168。

38.首先，采用表面改性劑處理增強(qiáng)纖維后，封袋活化20h以上待用。所有原料按各自要求的溫度和時(shí)間進(jìn)行干燥后待用。

39.按比例稱(chēng)量高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯在臥式高速混合機(jī)中混合1～3min后，在50～80℃下加入加工助劑后再混合2～3min，加入超高分子量聚乙烯再混合2～3min，然后輸送至雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出、造粒，雙螺桿擠出機(jī)分為十一個(gè)工作溫區(qū)，溫度設(shè)置為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)220～240℃，四～十區(qū)240～260℃，頭區(qū)溫度：240～260℃；熔融擠出過(guò)程中的螺桿轉(zhuǎn)速為350～450rpm；經(jīng)處理后的增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合，增強(qiáng)纖維在雙螺桿擠出機(jī)的第四～六工作溫區(qū)加入。造粒后得到的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，經(jīng)干燥后，用注塑成型機(jī)生產(chǎn)泵用配件，實(shí)施例中注塑成型溫度設(shè)置為：一區(qū)180～200℃，二～四區(qū)230～270℃，注塑壓力：80～120pa，流量為注塑機(jī)最大流量的70%～90%，模具溫度：60～80℃。

40.實(shí)施例3：本實(shí)施例中，原料為：高密度聚乙烯，35質(zhì)量份，結(jié)晶度為70%，熔融指數(shù)為15g/10min；購(gòu)買(mǎi)于?？松梨诠旧a(chǎn)的高密度聚乙烯。

41.線(xiàn)性低密度聚乙烯，20質(zhì)量份，結(jié)晶度為55%，熔融指數(shù)為30g/10min；購(gòu)買(mǎi)于埃克森美孚公司生產(chǎn)的線(xiàn)性低密度聚乙烯。

42.超高分子量聚乙烯，35質(zhì)量份，分子量為800～1200萬(wàn)；購(gòu)買(mǎi)于美國(guó)泰科納公司生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯。

43.增強(qiáng)纖維，15質(zhì)量份；六鈦酸鉀晶須，上海晶須復(fù)合材料有限公司生產(chǎn)。增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖維0.5wt%的表面改性劑，表面改性劑使用美國(guó)kenrich公司kr

?

12鈦酸酯偶聯(lián)劑，表面活化及干燥按現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室處理，增強(qiáng)纖維須先通過(guò)表面改性劑進(jìn)行表面活化裝袋20h后備用。

44.加工助劑，增塑劑使用3質(zhì)量份分子量為1000～1499的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟；成

核劑使用0.1質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑；潤(rùn)滑劑使用0.1質(zhì)量份上海合才化工原料有限公司ope618氧化聚乙烯蠟；導(dǎo)熱劑使用0.5質(zhì)量份氧化石墨烯（采用hummers法，由石墨經(jīng)氧化

?

剝離方法自制獲得）；抗氧劑使用0.1質(zhì)量份抗氧劑264。

45.首先，采用表面改性劑處理增強(qiáng)纖維后，封袋活化20h以上待用。所有原料按各自要求的溫度和時(shí)間進(jìn)行干燥后待用。

46.按比例稱(chēng)量高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯在臥式高速混合機(jī)中混合1～3min后，在50～80℃下加入加工助劑后再混合2～3min，加入超高分子量聚乙烯再混合2～3min，然后輸送至雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出、造粒，雙螺桿擠出機(jī)分為十一個(gè)工作溫區(qū)，溫度設(shè)置為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)220～240℃，四～十區(qū)240～260℃，頭區(qū)溫度：240～260℃；熔融擠出過(guò)程中的螺桿轉(zhuǎn)速為350～450rpm；經(jīng)處理后的增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合，增強(qiáng)纖維在雙螺桿擠出機(jī)的第四～六工作溫區(qū)加入。造粒后得到的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，經(jīng)干燥后，用注塑成型機(jī)生產(chǎn)泵用配件，實(shí)施例中注塑成型溫度設(shè)置為：一區(qū)180～200℃，二～四區(qū)230～270℃，注塑壓力：80～120pa，流量為注塑機(jī)最大流量的70%～90%，模具溫度：60～80℃。

47.對(duì)比例1采用實(shí)施例1中的原料，按照如下質(zhì)量份稱(chēng)量各主料：高密度聚乙烯30質(zhì)量份，線(xiàn)性低密度聚乙烯15質(zhì)量份，超高分子量聚乙烯40質(zhì)量份，增強(qiáng)纖維10質(zhì)量份。其他原料的用量與實(shí)施例1相同。

48.對(duì)比例2采用實(shí)施例1中的原料，按照如下質(zhì)量份稱(chēng)量各主料：高密度聚乙烯55質(zhì)量份，線(xiàn)性低密度聚乙烯35質(zhì)量份，超高分子量聚乙烯10質(zhì)量份，增強(qiáng)纖維15質(zhì)量份。其他原料的用量與實(shí)施例1相同。

49.對(duì)比例3采用實(shí)施例1中的原料，按照如下質(zhì)量份稱(chēng)量各主料，高密度聚乙烯43質(zhì)量份，線(xiàn)性低密度聚乙烯25質(zhì)量份，超高分子量聚乙烯25質(zhì)量份，主料中不添加增強(qiáng)纖維，其他原料的用量與實(shí)施例1相同。

50.對(duì)比例4采用實(shí)施例1中的原料，不同之處在于原料不包括超高分子量聚乙烯，主料中高密度聚乙烯55質(zhì)量份，線(xiàn)性低密度聚乙烯35質(zhì)量份，其他原料的比例與實(shí)施例1相同。

51.對(duì)比例5采用實(shí)施例1中的原料，不同之處在于原料中的超高分子量聚乙烯選用分子量為150～750萬(wàn)；熱變形溫度(0.46mpa)85℃，熔點(diǎn)130～136℃的超高分子量聚乙烯，其他原料的比例與實(shí)施例1相同。

52.對(duì)比例6采用實(shí)施例1中的原料，不同之處在于原料中的高密度聚乙烯選用結(jié)晶度為80%～90%，熔融指數(shù)為1.0～3.0g/10min的高密度聚乙烯，其他原料的比例與實(shí)施例1相同。

53.對(duì)比例7采用實(shí)施例1中的原料，不同之處在于原料中的線(xiàn)性低密度聚乙烯選用結(jié)晶度為50%～55%，熔融指數(shù)為2.0～4.5g/10min的線(xiàn)性低密度聚乙烯，其他原料的比例與實(shí)施例1

相同。

54.對(duì)比例8采用實(shí)施例1中的原料，不同之處在于原料中的增塑劑選用分子量1500～5000的聚乙烯蠟增塑劑，其他原料的比例與實(shí)施例1相同。

55.將實(shí)施例1～3和對(duì)比例1～7所得耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，進(jìn)行注塑成型制樣，測(cè)試性能，具體的測(cè)試方法如下：剪切強(qiáng)度按gb/t3354

?

2005纖維增強(qiáng)塑料縱橫剪切試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試；拉伸強(qiáng)度和彈性模量按gb/t1040

?

2008塑料拉伸性能的測(cè)定進(jìn)行測(cè)試；沖擊強(qiáng)度按gb/t1043.1

?

2008塑料簡(jiǎn)支染缺口沖擊性能的測(cè)定進(jìn)行測(cè)試；摩擦系數(shù)按gb 10006

?

1988塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)試；磨損量按gb/t 12444.1

?

1990金屬磨損試驗(yàn)方法 mm型磨損試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試；導(dǎo)熱系數(shù)按astm d5470熱導(dǎo)性電絕緣材料的熱傳輸特性測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)試；耐磨性測(cè)試：按照iso15527方法測(cè)試耐磨性。

56.耐砂性測(cè)試：采用臥式磨損試驗(yàn)機(jī)（自配砂水測(cè)試夾具）進(jìn)行材料耐砂水磨損性能，水中砂含量分別為10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%，測(cè)試時(shí)間：2h；載荷500n；轉(zhuǎn)速：200rpm。以在上述條件下，質(zhì)量損失大小進(jìn)行評(píng)價(jià)。質(zhì)量損失1%以下為優(yōu)秀，質(zhì)量損失2～5%，質(zhì)量損失6～10%為一般，質(zhì)量損失>10%為差。

57.耐蝕性測(cè)試：將各種材料樣品在冰醋酸、乙醇、溶劑油、60%強(qiáng)堿、20%鹽水溶液、30%硫酸、王水中分別放置8h以上，觀(guān)察樣品的表面變化情況。

58.表1實(shí)施例1～3所得產(chǎn)品的性能測(cè)試結(jié)果

表2對(duì)比例1～8所得產(chǎn)品的性能測(cè)試結(jié)果檢測(cè)結(jié)果表明：本發(fā)明通過(guò)添加高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯來(lái)使得復(fù)合材料可擠出、便于注塑成型，通過(guò)調(diào)整高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯的含量和熔融指數(shù)來(lái)提高超高分子量聚乙烯含量，從而提高材料的耐磨性等性能，滿(mǎn)足復(fù)合材料對(duì)耐磨性、耐砂性（能耐≤25%河砂）和耐蝕性（能適用于除濃硫酸、濃硝酸以外的腐蝕性環(huán)境）的性能要求，高密度聚乙烯、線(xiàn)性低密度聚乙烯、增強(qiáng)纖維與超高分子量聚乙烯結(jié)合能夠改善所得復(fù)合材料的流動(dòng)性，注塑性能和力學(xué)性能，且不會(huì)大幅度降低超高分子量聚乙烯的優(yōu)異性。本發(fā)明提供的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料適合泵用配件的制造。超高分子量聚乙烯對(duì)材料的綜合性能具有較大的影響，超高分子量聚乙烯比例較低時(shí)，材料的耐磨性、耐砂性和耐蝕性均下降，但超高分子量聚乙烯比例過(guò)高時(shí)，不適宜注塑加工；增強(qiáng)纖維的引入，能改善復(fù)合材料的力學(xué)性能； 選用分子量為800～1200萬(wàn)超高分子量聚乙烯有利于提高復(fù)合材料的耐磨、耐砂性能；選用低結(jié)晶度、高熔融指數(shù)的高密度聚乙烯和線(xiàn)性低密度聚乙烯，選用低分子量馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟，有利于改善所得復(fù)合材料的流動(dòng)性和注塑性能，擴(kuò)大超高分子量聚乙烯的用量，從而提高復(fù)合材料的性能。

59.本發(fā)明獲得的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料具有高耐磨性、優(yōu)良的耐腐蝕性和適當(dāng)?shù)膹椥阅Ａ?，比黃銅、碳鋼等金屬材料優(yōu)秀，而又能采用注塑工藝生產(chǎn)產(chǎn)品，能用于生產(chǎn)耐磨、耐砂和耐腐蝕產(chǎn)品，如導(dǎo)軸承、軸套等，應(yīng)用價(jià)值突出。

60.顯然，本發(fā)明不限于以上優(yōu)選實(shí)施方式，還可在本發(fā)明權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)限定的精神內(nèi)，進(jìn)行多種形式的變換和改進(jìn)，能解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，并取得預(yù)期的技術(shù)效果，故不重述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接或聯(lián)想到的所有方案，只要在權(quán)利要求限定的精神之內(nèi)，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料組分包括35～50質(zhì)量份高密度聚乙烯，20～30質(zhì)量份線(xiàn)性低密度聚乙烯，15～35質(zhì)量份超高分子量聚乙烯，5～15質(zhì)量份增強(qiáng)纖維，1.5～5質(zhì)量份加工助劑；干燥后的各組分物料經(jīng)混合、熔融擠出和造粒，通過(guò)塑化及均勻混合后制得注塑級(jí)復(fù)合材料，其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合；所述超高分子量聚乙烯的分子量為800～1200萬(wàn)；所述高密度聚乙烯的結(jié)晶度為70%～85%，熔融指數(shù)為15～20g/10min；所述線(xiàn)性低密度聚乙烯的結(jié)晶度為55%～70%，熔融指數(shù)為30～50g/10min；所述增強(qiáng)纖維包括均經(jīng)表面改性劑表面活化后的玄武巖纖維、六鈦酸鉀晶須、海泡石纖維中的一種或任意二種的混合物，增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖維0.5wt%～1.5wt%的表面改性劑，裝袋活化時(shí)間不低于20h，所述表面改性劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑兩者中的一種或兩者的混合物；所述加工助劑包括增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、導(dǎo)熱劑、抗氧劑中的至少一種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，其特征在于，所述增塑劑為1～3質(zhì)量份馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟；所述馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟的分子量為1000～1499。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，其特征在于，所述成核劑為0.1～0.5質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為0.1～0.7質(zhì)量份氧化聚乙烯蠟。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱劑為0.2～0.5質(zhì)量份氧化石墨烯。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為0.1～0.3質(zhì)量份抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑168的一種或二種以上的組合。7.一種泵用配件制造方法，其特征在于，包括以下步驟：將包括干燥后的35～50質(zhì)量份高密度聚乙烯、20～30質(zhì)量份線(xiàn)性低密度聚乙烯、15～35質(zhì)量份超高分子量聚乙烯、5～15質(zhì)量份增強(qiáng)纖維、1.5～5質(zhì)量份加工助劑混合、熔融擠出和造粒，通過(guò)塑化及均勻混合后制得注塑級(jí)復(fù)合材料，其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合；得到的注塑級(jí)復(fù)合材料，通過(guò)注塑成型生產(chǎn)泵用配件，注塑成型溫度設(shè)置為：一區(qū)180～200℃，二～四區(qū)230～270℃，注塑壓力：80～120pa，流量為注塑機(jī)最大流量的70%～90%，模具溫度：60～80℃；所述超高分子量聚乙烯的分子量為800～1200萬(wàn)；所述高密度聚乙烯的結(jié)晶度為70%～85%，熔融指數(shù)為15～20g/10min；所述線(xiàn)性低密度聚乙烯的結(jié)晶度為55%～70%，熔融指數(shù)為30～50g/10min；所述增強(qiáng)纖維包括均經(jīng)表面改性劑表面活化后的玄武巖纖維、六鈦酸鉀晶須、海泡石纖維中的一種或任意二種的混合物，增強(qiáng)纖維表面活化過(guò)程使用纖維0.5wt%～1.5wt%的表面改性劑，裝袋活化時(shí)間不低于20h，所述表面改性劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑兩者中的一種或兩者的混合物；所述加工助劑包括增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、導(dǎo)熱劑、抗氧劑中的至少一種。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泵用配件制造方法，其特征在于，所述混合、熔融擠出和造粒過(guò)程采用雙螺桿擠出機(jī)完成，熔融擠出過(guò)程分為十一個(gè)工作溫區(qū)，溫度設(shè)置為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)220～240℃，四～十區(qū)240～260℃，頭區(qū)溫度：240～260℃；熔

融擠出過(guò)程中的螺桿轉(zhuǎn)速為350～450rpm；其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合，在第四～六工作溫區(qū)加入。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泵用配件制造方法，其特征在于，所述增塑劑為1～3質(zhì)量份分子量為1000～1499的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯蠟；所述成核劑為0.1～0.5質(zhì)量份美利肯hpn

?

20e成核劑；所述潤(rùn)滑劑為0.1～0.7質(zhì)量份氧化聚乙烯蠟；所述導(dǎo)熱劑為0.2～0.5質(zhì)量份氧化石墨烯；所述抗氧劑為0.1～0.3質(zhì)量份抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑168的一種或二種以上的組合。

技術(shù)總結(jié)

耐磨耐蝕能注塑的復(fù)合材料及泵用配件制造方法，將包括干燥后的35～50質(zhì)量份高密度聚乙烯、20～30質(zhì)量份線(xiàn)性低密度聚乙烯、15～35質(zhì)量份超高分子量聚乙烯、5～15質(zhì)量份增強(qiáng)纖維、1.5～5質(zhì)量份加工助劑混合、熔融擠出和造粒，通過(guò)塑化及均勻混合后制得注塑級(jí)復(fù)合材料，其中增強(qiáng)纖維采用側(cè)向喂料后加入方式與其它物料混合；得到的注塑級(jí)復(fù)合材料，通過(guò)注塑成型生產(chǎn)泵用配件，注塑成型溫度設(shè)置為：一區(qū)180～200℃，二～四區(qū)230～270℃，注塑壓力：80～120Pa，流量為注塑機(jī)最大流量的70%～90%，模具溫度：60～80℃。60～80℃。

技術(shù)研發(fā)人員：王水江 高慶凱 趙浩亮 黃發(fā)

受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)沙三昌泵業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.09.23

技術(shù)公布日：2021/12/7