1.一种超韧PE复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
第一步、制备混合料
将超高分子量聚乙烯、相容剂、纤维改性料、增韧填充料、润滑剂、抗氧剂和加工助剂依次加入至高速搅拌机中,设置搅拌温度为90-100℃,搅拌混合均匀,形成混合料;
第二步、制备PE复合材料
将混合料移至双螺杆挤出机中,设置挤出机供料段的温度为160-170℃,机头温度为190-200℃,压缩段温度为180-190℃,口模温度为210-220℃,挤出成型,即可制得PE复合材料;
所述PE复合材料包括以下重量份的原料:超高分子量聚乙烯75-85份、相容剂4-10份、纤维改性料1.5-4份、增韧填充料10-15份、润滑剂1-2份、抗氧剂0.5-1份、加工助剂1-3份;
所述纤维改性料为表面包覆有聚醚胺分子层的玄武岩纤维;
所述纤维改性料由以下方法制备:
步骤一、玄武岩纤维表面改性
将玄武岩纤维和N,N-二甲基甲酰胺加入至反应釜中,搅拌分散至形成均匀分散液,将环氧氯丙烷和四丁基溴化铵滴加至分散液中,开启升温,待温度达到90-100℃,保持2-4h后,将温度降低至60-70℃,向体系中滴加质量分数为10%-15%的氢氧化钠溶液,加毕,搅拌1-2h,停止加热,将物料离心分离,取固体物料,形成改性玄武岩纤维;
步骤二、纤维改性料的制备
将改性玄武岩纤维分散在甲苯中,形成分散液,再向分散液中加入聚醚胺,开启搅拌,混合均匀后,通入氮气保护,开启加热,加热至60-70℃后,恒温搅拌8-12h,撤除氮气并停止加热,待物料冷却后分离出固体产物,制得纤维改性料;
所述增韧填充料具有软硬交替的嵌段型结构,其中硬段为金刚烷刚性杂环,软段为含醚键的脂肪链;
所述增韧填充料由以下方法制备:
向反应釜中通入氮气除去空气,依次将1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷和1,3-二溴金刚烷加入至反应釜中,接着加入有机溶剂1,4-二氧六环,开启搅拌,至形成均匀溶液后,开启加热,待温度上升至60-70℃时,保温搅拌1-3h,向反应釜中加入缚酸剂,加毕,继续搅拌4-8h后,减压蒸发有机溶剂,分离出固体物料,于45-50℃的真空干燥箱中干燥8-12h,即可制得增韧填充料。
2.根据权利要求1所述的一种超韧PE复合材料的制备方法,其特征在于,所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为150万-200万;所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯,且马来酸酐的接枝率为0.8%;所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡或者聚乙烯蜡中的任一种;所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂168或者抗氧剂RD中的任一种;所述加工助剂为助剂CPE-135B。
3.根据权利要求1所述的一种超韧PE复合材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述玄武岩纤维的长度为1-2mm,直径为10-20um。
4.根据权利要求1所述的一种超韧PE复合材料的制备方法,其特征在于,步骤二中,所述聚醚胺的平均分子量为2000。
5.根据权利要求1所述的一种超韧PE复合材料的制备方法,其特征在于,所述1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷和1,3-二溴金刚烷的摩尔比为1:1。
6.根据权利要求1所述的一种超韧PE复合材料的制备方法,其特征在于,所述缚酸剂为三乙胺,三乙胺的使用量为1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷和1,3-二溴金刚烷总质量的10-20%。
7.一种超韧PE复合材料,其特征在于,采用如权利要求1所述的制备方法制得。