一种高强度耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610049997.9 | 申请日 | 2016-01-25 | 公开(公告)号 | CN105885399A | 公开(公告)日 | 2016-08-24 |
| 申请人 | 南京德尔隆工程塑料有限公司; | 发明人 | 瞿锡娟; 张电海; 何宏武; 彭耀; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高强度耐磨聚酰胺 复合材料 及其制备方法，所述复合材料按重量份组成包括：聚酰胺66 30-70份，接枝型增韧剂3-10份，共聚型增韧剂3-10份，耐磨母粒10-50份，耐磨增强填料20-40份，热稳定剂0.1-3份，成核剂0.1-3份， 润滑剂 0.1-3份和 硅 烷 偶联剂 0.1-1份；先按重量份数称取聚酰胺66、接枝型增韧剂、共聚型增韧剂、耐磨母粒和耐磨增强填料加入混合机中混合均匀；再按重量份称取热稳定剂、成核剂、润滑剂和硅烷偶联剂倒入混料机中与前述混合物一起混合均匀；将最终均匀 混合液 投入双螺杆挤出后经 注塑机 注塑成型 得复合材料；具有高刚性、高韧性、高耐热、高耐磨以及加工 精度 高等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高强度耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于，所述复合材料按重量份组成包括：聚酰胺66 30-70份，接枝型增韧剂3-10份，共聚型增韧剂3-10份，耐磨母粒10-50份，耐磨增强填料20-40份，热稳定剂0.1-3份，成核剂0.1-3份，润滑剂0.1-3份和硅烷偶联剂0.1-1份。 |
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| 说明书全文 | 一种高强度耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法技术领域背景技术[0002] 随着现代材料科学的飞速发展，越来越多的金属材料被工程塑料所替代；工程塑料常被用来制作齿轮、轴承、轴套等结构功能件，温度、湿度以及转速等因素都会对材料的使用寿命有很大的影响，从而要求耐磨工程塑料具有较低的摩擦系数和摩擦损耗，同时还应该具有高刚性、高韧性、高耐热的特性；目前一般的耐磨工程塑料具有以下不足之处：1.耐磨填料的添加量较大，导致材料的刚性或者韧性不够，且不能同时兼顾2.材料的耐温性不够，持续高温工作下，制件容易变形3.材料的热稳定性不佳，长时间工作后，机械性能下降明显4.普通耐磨工程塑料的存在较大的后收缩问题，尺寸稳定性不佳，安装精度低；聚酰胺（polyamide，简称PA）俗称尼龙，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称；聚酰胺具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性和耐化学药品性和自润滑性，摩擦系数低，并具有一定的阻燃性能；聚酰胺66作为聚酰胺家族中的重要品种，虽然具有许多优点，但作为一些特殊耐磨结构功能件的应用，还需进一步提高材料的刚性、韧性、耐热、耐磨性能，减小吸水率提高尺寸稳定性。 发明内容[0003] 为了提高聚酰胺材料的机械性能、耐热性能、耐磨性能以及高尺寸稳定性，本发明提供一种高强度耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法。 [0004] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高强度耐磨聚酰胺复合材料，所述复合材料按重量份组成包括：聚酰胺66 30-70份，接枝型增韧剂3-10份，共聚型增韧剂3-10份，耐磨母粒10-50份，耐磨增强填料20-40份，热稳定剂0.1-3份，成核剂0.1-3份，润滑剂0.1-3份和硅烷偶联剂0.1-1份。 [0006] 作为本发明进一步改进的，所述的共聚型增韧剂为乙烯和马来酸酐间规共聚物、苯乙烯-马来酸酐无规共聚物、乙烯和丙烯酸甲酯共聚物、乙烯和丙烯酸丁酯共聚物中的一种或两种以上。 [0007] 所述耐磨母粒材料按重量份组成包括：低聚酰胺66 60-80份，耐磨填料10-40份，润滑剂0.1-3份，硅烷偶联剂0.1-3份，热稳定剂0.1-3份；所述低聚酰胺为相对粘度为2.0-2.6的PA66；所述耐磨填料为二硫化钼、低分子量聚四氟乙烯、石墨、改性硅油、二氧化硅的一种或两种以上。 [0009] 作为本发明进一步改进的，所述热稳定剂为受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂、内酯稳定剂、无机铜盐复合稳定剂（碘化亚铜与碘化钾的混合物）、有机铜盐复合稳定剂（有机铜盐与有机卤素增效剂的混合物）的一种或两种以上。 [0011] 作为本发明进一步改进的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、改性乙撑双硬脂酰胺、改性聚乙烯蜡的一种或两种以上。 [0012] 作为本发明进一步改进的，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的一种或两种以上。 [0013] 制备高强度耐磨聚酰胺复合材料方法，包括以下步骤：步骤一，按重量份称取低聚酰胺66 60-80份，耐磨填料10-40份，润滑剂0.1-3份，硅烷偶联剂0.1-3份，热稳定剂0.1-3份，投入高速混合机中充分混合，使得硅烷偶联剂、热稳定剂、润滑剂材料分散均匀，混合时间8分钟；将混合好的耐磨母粒加入双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，经充分塑化、熔融从双螺杆挤出机挤出、拉条、切粒、烘干包装待用； 步骤二，按重量份称取聚酰胺66 30-70份，接枝型增韧剂3-10份，共聚型增韧剂3-10份，耐磨母粒10-50份，耐磨增强填料20-40份,加入高速混合机中充分混合，混合时间为10分钟； 步骤三，按重量份称取热稳定剂0.1-3份，成核剂0.1-3份，润滑剂0.1-3份和硅烷偶联剂0.1-1份，倒入高速混合机中同上面的混合物一起充分混合，混合时间为10分钟; 步骤四，将混合好的材料加入双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒，其中短玻纤从侧喂料加入，经充分塑化、熔融，从双螺杆挤出、拉条、切粒，烘干；双螺杆挤出机的长径比为 40:1，双螺杆挤出机一区至六区的温度分别为230℃～280℃，真空度-0.04MPA～ - 0.07MPA,螺杆转速为400～550转/分，将所制得的材料经注塑机注塑成型。 [0014] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用不同种类聚酰胺材料，保证材料良好的加工性能和较高的机械物理性能；本发明高强度耐磨聚酰胺复合材料的制备方法，操作简单，易于生产；本发明聚酰胺复合材料具有成型周期短，生产效率高，对高强度耐磨工程塑料的制备有积极的意义；本发明高强度耐磨聚酰胺复合材料易于加工成各种结构复杂的耐磨制品（轴承、轴套、齿轮等），相比于以前的耐磨聚酰胺复合材料具有高刚性、高韧性、高耐热、高耐磨以及加工精度高等优点，对结构功能材料的“以塑代钢”产生了巨大的推动作用。 具体实施方式[0015] 下面结合实施例对本发明制备方法作进一步说明：实施例1： 采用以下重量百分比的原料 聚酰胺66(以下简称A（) 粘度为2.6-3.0） 42% 接枝型增韧剂(以下简称B) 7% 共聚型增韧剂(以下简称C) 3% 耐磨母粒(以下简称D) 15% 耐磨增强填料(以下简称E)(复合材料,短纤) 30% 热稳定剂(以下简称F) 0.7% 成核剂(以下简称G) 0.8% 润滑剂(以下简称H) 1% 硅烷偶联剂(以下简称I) 0.5% 将上述组分通过以下工艺方法制得PA66复合材料 步骤一，耐磨母粒的制备： 低粘聚酰胺尼龙66（粘度为2.0-2.6）， 82.5% 耐磨填料1（合肥金鑫的二硫化钼，分子量160.07）6% 耐磨填料2（上海华谊石墨0号，900目） 10% 润滑剂 1% 硅烷偶联剂 0.3% 热稳定剂 0.2% 将制备耐磨母粒的几种材料置于高速混合机中充分混合，使得硅烷偶联剂、热稳定剂、润滑剂材料分散均匀，混合时间8分钟。 [0016] 将混合好的耐磨母粒加入双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，经充分塑化、熔融从双螺杆挤出机挤出、拉条、切粒、烘干包装待用。 [0017] 将A\B\C\D\E材料加入高速混合机中充分混合，混合时间为10分钟。 [0018] 将F\G\H\I倒入高速混合机中同上面的混合物一起充分混合，混合时间为10分钟。 [0019] 将混合好的材料加入双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒，其中短玻纤从侧喂料加入，经充分塑化、熔融，从双螺杆挤出、拉条、切粒，烘干；双螺杆挤出机的长径比为40:1，双螺杆挤出机一区至六区的温度分别为230℃～280℃，真空度-0.04MPA～ -0.07MPA,螺杆转速为400～550转/分，将所制得的材料经注塑机注塑成型。 [0020] 实施例2：采用以下重量百分比的原料： 聚酰胺66 （粘度为2.6-3.0） 46% 接枝型增韧剂 6% 共聚型增韧剂 3% 耐磨母粒 12% 耐磨增强填料 (巨石玻纤，988A-2000)30% 热稳定剂 0.7% 成核剂 0.8% 润滑剂 1% 硅烷偶联剂 0.5% 耐磨母粒的制备采用以下重量百分比： 低粘聚酰胺尼龙66（粘度为2.0-2.6）， 86.5% 耐磨填料1（合肥金鑫的二硫化钼，分子量160.07） 6% 耐磨填料2（上海华谊石墨0号，900目） 6% 润滑剂 1% 硅烷偶联剂 0.3% 热稳定剂 0.2% 耐磨母粒的制备同实施例1相同。 [0021] 复合材料的制备，巨石玻纤从双螺杆挤出机的玻纤口引入，其余同实施例1相同。 [0022] 实施例3：采用以下重量百分比的原料： 聚酰胺66 46% 接枝型增韧剂 5% 共聚型增韧剂 3% 耐磨母粒 13% 耐磨增强填料(巨石玻纤，988A-2000) 30% 热稳定剂 0.7% 成核剂 0.8% 润滑剂 1% 硅烷偶联剂 0.5% 耐磨母粒的制备采用以下重量百分比： 低粘聚酰胺尼龙66（粘度为2.0-2.6）， 81.5% 耐磨填料1（合肥金鑫的二硫化钼，分子量160.07） 7% 耐磨填料2（日本大金L-5） 10% 润滑剂 1% 硅烷偶联剂 0.3% 热稳定剂 0.2% 实施例3的复合材料的制备同实施例2。 [0023] 实施例4：采用以下重量的百分比原料： 聚酰胺66 45% 接枝型增韧剂 5% 共聚型增韧剂 5% 耐磨母粒 12% 耐磨增强填料(巨石玻纤，988A-2000) 30% 热稳定剂 0.7% 成核剂 0.8% 润滑剂 1% 硅烷偶联剂 0.5% 耐磨母粒的制备： 低粘聚酰胺尼龙66（粘度为2.0-2.6），78.5% 耐磨填料（日本大金L-5） 20% 润滑剂 1% |
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