CN106977791A - 一种超高分子量聚乙烯仿真冰板 - Google Patents

一种超高分子量聚乙烯仿真冰板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯80‑100份、偶联剂0.3‑2份、润滑剂1‑3份、玻璃微珠或滑石粉5‑20份、荧光增白剂OB 0.003‑0.02份、紫外线吸收剂0.4‑1份、抗氧剂0.1‑0.2份、润滑剂微球0.2‑1份、矿物油微球0.1‑0.5份、成核剂0.7‑2份；润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的微纳米聚乙烯蜡固体微球，玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，该组分材料易加工成型，具有优良的摩擦磨损性能，该组分又提高了耐热性、抗冲击性、耐候性以及尺寸稳定性，具有优良的性能价格比，耐磨性大幅度提高，大大拓展了超高分子量聚乙烯材料的应用范围，特别是在仿真冰板上的应用。

Description

一种超高分子量聚乙烯仿真冰板
技术领域
本发明专利涉及一种溜冰场用的仿真冰板，尤其是一种超高分子量聚乙烯材质的仿真冰板。
背景技术
目前，与刀片状的溜冰鞋相配合的溜冰场一般为干冰造的，铺设成本较高，维护成本和维护精力较大，目前没有其他的替代方案。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，分子量高达150万以上。密度小，具有很好的耐磨性、自润滑性、抗冲击性、耐腐蚀性等等。其产品由于洁白无毒，经加工成型后为板材、管材、棒材，可制成滚轮、齿轮、耐酸泵、轴套、轴瓦、脱水板、吸水箱、汽车燃油箱、大功率发电机密封带、医疗卫生中人工关节、人工骨、船舶用滑块，各种铲运机械等等。可广泛应用于纺织、食品、造纸、皮革、化工、轻工、煤矿、冶金、电气电子、通讯、汽车、摩托车、兵器、航空、船舶零件及各种机械行业。超高分子量聚乙烯有许多优良特性，向高分子量聚乙烯材料中填加无机材料是聚烯烃塑料工程化的发展主流。良好界面相容的复合材料将无机物的刚性、耐热性、耐磨性等，与有机物的柔韧性、良好的可加工性、可塑性，较好地结合起来，从而赋予通用型材料工程化，提高材料档次、扩充材料的使用范围。目前，由于其热变形温度和表面硬度低，膨胀系数大，关于超高分子量聚乙烯材质在仿真冰板上的应用，尚未发现。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，利用超高分子量聚乙烯材料本身的特征，通过结合添加剂的性能，可实现替代传统冰场的目的，具有自润滑性、耐磨性、不易变形等特性，特别是针对超高分子量聚乙烯冰刀，结合使用，效果更好。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯80-100份、偶联剂0.3-2份、润滑剂1-3份、玻璃微珠或滑石粉5-20份、荧光增白剂OB 0.003-0.02份、紫外线吸收剂0.4-1份、抗氧剂0.1-0.2份、润滑剂微球0.2-1份、矿物油微球0.1-0.5份、成核剂0.7-2份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的微纳米聚乙烯蜡固体微球，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
作为优选地，该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯85-95份、偶联剂0.8-1.6份、润滑剂1.5-2.5份、玻璃微珠或滑石粉8-16份、荧光增白剂OB 0.008-0.015份、紫外线吸收剂0.6-0.8份、抗氧剂0.13-0.18份、润滑剂微球0.5-0.8份、矿物油微球0.2-0.4份、成核剂1.2-1.8份；其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的聚乙烯蜡固体，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
作为优选地，该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯90份、偶联剂1.2份、润滑剂2份、玻璃微珠或滑石粉15份、荧光增白剂OB 0.012份、紫外线吸收剂0.7份、抗氧剂0.15份、润滑剂微球0.6份、矿物油微球0.3份、成核剂1.5份；其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的聚乙烯蜡固体，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
其中，荧光增白剂184，英文名称为2,5-Di(5-tert-butylbenzoxazol-2-yl)thiophene，中文别名为荧光增白剂，CAS号为7128-64-5，分子式为C26H26N2O2S，主要用于PVC、PS、PE、PP、ABS等塑料及醋酸纤维、油漆、涂料、油墨等的增白。仿真冰板的组份是有别于其它工业应用超高分子量聚乙烯板材的，为了达到其仿真效果，对材料有白度的要求，所以添加了增白剂，以达到仿真冰板对白度的要求，使其更接近于真冰。普通的超高分子量聚乙烯板材是不需要添加增白剂，另超高分子量聚乙烯板材无特殊配方和工艺是也不可以直接做仿真冰板的。
抗氧剂B215适用于聚烯烃和烯烃共聚物，比如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯和EVA共聚物。还可用于诸如工程塑料、苯乙烯类均聚和共聚物、聚氨酯、弹性体、粘合剂和其它有机母体中。它还可以与TINUVIN和CHIMASSORB系列的光稳定剂配合使用。抗氧剂1010化学名为:四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，为白色结晶粉末，化学性状稳定，可广泛应用于通用塑料，工程塑料，合成橡胶，纤维，热熔胶，树脂，油品，墨水，涂料等行业中。抗氧剂168与主抗氧剂zm-1010或1076复配，有很好的协同效应，可有效地防止聚丙烯、聚乙烯在基础注塑中的热降解，给聚合物额外的长效保护。本品不着色、不污染、耐挥发性好。用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯和聚酰胺等制品。广泛用于聚烯烃、苯乙烯单聚和共聚物、弹性体、胶粘剂、工程塑料(如:PE，PP，PVC，PS，聚酰胺，聚碳酸酯，ABS)等高分子材料。
聚乙烯蜡(PE蜡)，又称高分子蜡简称聚乙烯蜡。因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为一种添加剂可直接加到聚烯烃加工中，它可以增加产品的光泽和加工性能。作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。聚乙烯蜡与聚乙烯、聚丙烯、聚蜡酸乙烯、乙丙橡胶、丁基橡胶相溶性好。能改善聚乙烯、聚丙烯、ABS的流动性和聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯的脱模性。对于PVC和其它的外部润滑剂相比，聚乙烯蜡具有更强的内部润滑作用。本申请中的静电方式工艺是将液体材料变成固体材料，制造微纳米缓释微球的方法之一。本方案中，将液体海藻酸钙和水溶性液体聚乙烯蜡制成固体状的润滑剂释放微球，起到了润滑剂缓慢和持续释放的效果。
进一步地，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述的润滑剂为硬脂酸钙，所述的成核剂为热解硅石或二氧化钛，所述的紫外线吸收剂为UV531紫外线吸收剂。其中，紫外线吸收剂UV-531，中文别名:[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮；2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮；2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮；二苯酮-12；苯甲酮-12；UV-531；紫外线吸收剂UV-531；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；2-羟基-4-正辛氧基苯并苯酮；BP-12；二苯甲酮-12；紫外吸收剂-531；紫外吸收剂531。可用于各种塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、环氧树脂、聚酯和纤维素树脂等。CAS号:1843-05-6。能强烈地吸收波长为270～330nm的紫外线，可用于各种塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、环氧树脂、聚酯和纤维素树脂等。与树脂的相容性好，挥发性小。成核剂是适用于聚乙烯、聚丙烯等不完全结晶塑料，通过改变树脂的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的新功能助剂。热解硅石由四氯化硅氢气燃烧反应制得的产物。白色细粒，粒径为0.01-0.05微米，是一种增稠剂。也是橡胶特别是硅橡胶的白色增强填料。
无机物玻璃微珠，成核剂为热解硅石，二氧化钛，有机物为硬脂酸。
进一步地，所述的玻璃微珠由以下百分比的成分组成：SiO2>67％、CaO>8.0％、MgO>2.5％、Na2O<14％、Al2O30.5％-2.0％、Fe2O3>0.15％。玻璃微珠起到稳定和硬点支点作用，强力抵抗磨粒磨损过程中的抗刨、抗削、抗犁的破坏。
进一步地，润滑剂微球为通过静电纺丝工艺将液体海藻酸钙和水溶性液体聚乙烯蜡制备的微纳米聚乙烯蜡固体释放微球。本申请的技术方案中，针对无机物，如玻璃微珠和成核剂，用喷雾干燥方法将无机物外包裹有机物，形成微囊再使用。这样会和主体材料相溶性更好，这样形成的有机包覆微囊可与主体超高分子量聚乙烯相容性更好，大大提高总体力学性能，特别是保持仿真冰板冲击强度降低很少。
进一步地，超高分子量聚乙烯原料分子量为300-800万，粒径10微米。
该超高分子量聚乙烯仿真冰板的技术指标如下表(表1)：
表1
本发明的技术方案中，超高分子量聚乙烯起着抗疲劳的作用，该组分材料易加工成型，具有优良的摩擦磨损性能，该组分又提高了耐热性、抗冲击性、耐候性以及尺寸稳定性，具有优良的性能价格比，耐磨性大幅度提高，大大拓展了超高分子量聚乙烯材料的应用范围，特别是在仿真冰板上的应用。
本发明的超高分子量聚乙烯仿真冰板，具有施工简易，装拆迅捷，面积灵活，随机调整，低成本的优点，在建设冰场时，具有成本低、场地不限、不受场地面积，地占和环境的限制的特点。安装快捷方便，室内外均可。一年四季，无论气温如何，都可以享受滑冰的乐趣。运行成本低廉，无需庞大电力制冷费用，无需大量制用水。易于维护，使用寿命长。无污染，无噪音，可回收，可以根据市场和经营情况，随时调整冰场面积。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例一：
一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯80份、偶联剂0.3份、润滑剂1份、玻璃微珠或滑石粉5份、荧光增白剂OB 0.003份、紫外线吸收剂0.4份、抗氧剂0.1份、润滑剂微球0.2份、矿物油微球0.1份、成核剂0.7份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的微纳米聚乙烯蜡固体微球，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述的润滑剂为硬脂酸钙，所述的成核剂为热解硅石或二氧化钛，所述的紫外线吸收剂为UV531紫外线吸收剂。所述的玻璃微珠由以下百分比的成分组成：SiO2>67％、CaO>8.0％、MgO>2.5％、Na2O<14％、Al2O30.5％-2.0％、Fe2O3>0.15％。润滑剂微球为通过静电纺丝工艺将液体海藻酸钙和水溶性液体聚乙烯蜡制备的微纳米聚乙烯蜡固体释放微球。
实施例二：
一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯100份、偶联剂2份、润滑剂3份、玻璃微珠或滑石粉20份、荧光增白剂OB0.02份、紫外线吸收剂1份、抗氧剂0.2份、润滑剂微球1份、矿物油微球0.5份、成核剂2份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的微纳米聚乙烯蜡固体微球，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述的润滑剂为硬脂酸钙，所述的成核剂为热解硅石，所述的紫外线吸收剂为UV531紫外线吸收剂。所述的玻璃微珠由以下百分比的成分组成：SiO2>67％、CaO>8.0％、MgO>2.5％、
Na2O<14％、Al2O30.5％-2.0％、Fe2O3>0.15％。润滑剂微球为通过静电纺丝工艺将液体海藻酸钙和水溶性液体聚乙烯蜡制备的微纳米聚乙烯蜡固体释放微球。
实施例三：
该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯92份、偶联剂1.2份、润滑剂2.2份、玻璃微珠或滑石粉14份、荧光增白剂OB 0.013份、紫外线吸收剂0.75份、抗氧剂0.17份、润滑剂微球0.7份、矿物油微球0.35份、成核剂1.6份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的聚乙烯蜡固体，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述的润滑剂为硬脂酸钙，所述的成核剂为热解硅石，所述的紫外线吸收剂为UV531紫外线吸收剂。所述的玻璃微珠由以下百分比的成分组成：SiO2>67％、CaO>8.0％、MgO>2.5％、Na2O<14％、Al2O30.5％-2.0％、Fe2O3>0.15％。润滑剂微球为通过静电纺丝工艺将液体海藻酸钙和水溶性液体聚乙烯蜡制备的微纳米聚乙烯蜡固体释放微球。
实施例四
该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯90份、偶联剂1.2份、润滑剂2份、玻璃微珠或滑石粉15份、荧光增白剂OB 0.012份、紫外线吸收剂0.7份、抗氧剂0.15份、润滑剂微球0.6份、矿物油微球0.3份、成核剂1.5份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的聚乙烯蜡固体，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸，超高分子量聚乙烯原料分子量为300-800万，粒径10微米。
本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述的润滑剂为硬脂酸钙，所述的成核剂为热解硅石，所述的紫外线吸收剂为UV531紫外线吸收剂。所述的玻璃微珠由以下百分比的成分组成：SiO2>67％、CaO>8.0％、MgO>2.5％、Na2O<14％、Al2O30.5％-2.0％、Fe2O3>0.15％。润滑剂微球为通过静电纺丝工艺将液体海藻酸钙和水溶性液体聚乙烯蜡制备的微纳米聚乙烯蜡固体释放微球。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯80-100份、偶联剂0.3-2份、润滑剂1-3份、玻璃微珠或滑石粉5-20份、荧光增白剂OB0.003-0.02份、紫外线吸收剂0.4-1份、抗氧剂0.1-0.2份、润滑剂微球0.2-1份、矿物油微球0.1-0.5份、成核剂0.7-2份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的微纳米聚乙烯蜡固体微球，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯85-95份、偶联剂0.8-1.6份、润滑剂1.5-2.5份、玻璃微珠或滑石粉8-16份、荧光增白剂OB 0.008-0.015份、紫外线吸收剂0.6-0.8份、抗氧剂0.13-0.18份、润滑剂微球0.5-0.8份、矿物油微球0.2-0.4份、成核剂1.2-1.8份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的聚乙烯蜡固体，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
3.根据权利要求2所述的一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于该仿真冰板由以下重量份的材料组成：超高分子量聚乙烯90份、偶联剂1.2份、润滑剂2份、玻璃微珠或滑石粉15份、荧光增白剂OB 0.012份、紫外线吸收剂0.7份、抗氧剂0.15份、润滑剂微球0.6份、矿物油微球0.3份、成核剂1.5份；
其中，所述抗氧剂为B215抗氧剂，且该抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010与抗氧剂168的配比为4:6；所述的润滑剂微球为静电纺丝工艺制备的聚乙烯蜡固体，所述的矿物油微球由白油静电纺丝工艺制备，所述玻璃微珠和成核剂为喷雾干燥法获取的无机物外包括有机物的微囊形状，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸，无机物为玻璃微珠或成核剂，有机物为硬脂酸。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述的润滑剂为硬脂酸钙，所述的成核剂为热解硅石或二氧化钛，所述的紫外线吸收剂为UV531紫外线吸收剂。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于：所述的玻璃微珠由以下百分比的成分组成：SiO2>67％、CaO>8.0％、MgO>2.5％、Na2O<14％、Al2O30.5％-2.0％、Fe2O3>0.15％。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于：所述的润滑剂微球为通过静电纺丝工艺将液体海藻酸钙和水溶性液体聚乙烯蜡制备的微纳米聚乙烯蜡固体释放微球。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超高分子量聚乙烯仿真冰板，其特征在于：所述的超高分子量聚乙烯原料分子量为300-800万，粒径10微米。
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