一種輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚醚醚酮復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，特別設(shè)及一種輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料及制 備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酸酸酬（P邸K)是一種線性芳香族高分子化合物，是一種半結(jié)晶熱塑性塑料。因 其具有突出的耐高溫特性（負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316°c，長(zhǎng)期使用溫度為260°C)、自潤(rùn)滑 性、耐腐蝕、耐疲勞、阻燃、易加工、極耐水解和突出的物理機(jī)械性能，被廣泛應(yīng)用在航空航 天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療機(jī)械等領(lǐng)域。
[0003] 通常對(duì)PE邸的研究主要集中在纖維增強(qiáng)、無(wú)機(jī)粉體增強(qiáng)、提高耐磨性W及提高導(dǎo) 電等方面，對(duì)其輕質(zhì)化研究也是未來(lái)一個(gè)熱點(diǎn)；另外，陽(yáng)邸的散熱性能不是很理想，使用過(guò) 程中長(zhǎng)期摩擦聚集的熱能如不能及時(shí)散出，會(huì)降低制品的使用壽命，因此提高潤(rùn)滑性減少 摩擦也是陽(yáng)邸改性的一個(gè)重要方面。
[0004] 中國(guó)專利CN103214788B公開(kāi)了一種耐磨、高強(qiáng)、輕質(zhì)化的陽(yáng)邸復(fù)合材料，其是一 種由陽(yáng)邸、聚四氣乙締和Ξ氧化二侶得到的復(fù)合材料，但其具有加工難度大、初性差、比重 大等缺陷。因此，在耐磨方面研究較多的主要為PEEK和聚四氣乙締的復(fù)合或添加自潤(rùn)滑性 較強(qiáng)的二硫化鋼，如中國(guó)專利CN103602040B公開(kāi)了一種自潤(rùn)滑耐磨PE邸滑片，其主要通過(guò) 陽(yáng)邸、聚四氣乙締、二硫化鋼、石墨等烙融共混，但是其存在無(wú)機(jī)粉體分散不穩(wěn)定的問(wèn)題，而 且石墨的導(dǎo)電性能限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。中國(guó)專利CN101580753B公開(kāi)了一種W多孔聚酸酸 酬復(fù)合材料為基體向孔中充填潤(rùn)滑油脂來(lái)提高其潤(rùn)滑特性，但材料穩(wěn)定性差，油脂易從基 體中析出。 陽(yáng)0化]在PE邸改性方面微發(fā)泡研究較少，如果將微發(fā)泡和耐磨技術(shù)結(jié)合起來(lái)開(kāi)發(fā)輕質(zhì) 耐磨PE邸復(fù)合材料，對(duì)拓寬PE邸復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種輕質(zhì)耐磨 微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料。
[0007] 本發(fā)明另一目的在于提供一種上述輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料的制備方 法。
[0008] 本發(fā)明再一目的在于提供上述輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料在壓縮機(jī)墊片、 離合器齒環(huán)和軸承軸襯等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：
[0010] 一種輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料，包括W下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：
[0011] 聚離酸麗（PEEK) 30~70 % 聚苯硫離（PPS) 10-30% 桂焼偶聯(lián)劑 0.15~0.3 % 二硫化領(lǐng) 15~30 % 熱穩(wěn)定劑 0.1~0.5 % 潤(rùn)滑劑 0.3~1.5〇/〇 高溫發(fā)泡劑 1~10% 勻泡劑 0.5~2 %。
[0012] 所述的聚酸酸酬可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的聚酸酸酬。
[0013] 所述的聚苯硫酸可為不同流動(dòng)性的聚苯硫酸中的一種或多種混合。
[0014] 優(yōu)選的，所述的聚苯硫酸為兩種或兩種W上不同流動(dòng)性的聚苯硫酸的混合。在 PEEK中加入不同流動(dòng)性的PPS可W降低其烙體粘度，保證高性能的同時(shí)提高加工性能，在 較低溫度下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工。同時(shí)PPS對(duì)無(wú)機(jī)粉體的高容納性可W保證二硫化鋼的均勻分 散。
[0015] 更優(yōu)選的，所述的聚苯硫酸為烙融指數(shù)為600~900g/10min的高流動(dòng)性聚苯硫酸 和烙融指數(shù)為150~300g/10min的中流動(dòng)性的聚苯硫酸的混合物。對(duì)聚苯硫酸混合物中 高流動(dòng)性聚苯硫酸和中流動(dòng)性聚苯硫酸的比例不需做具體限定。用高流動(dòng)性和中流動(dòng)性的 PPS復(fù)配，保證高性能同時(shí)保持加工性。
[0016] 所述的二硫化鋼可為細(xì)度為800~2500目的二硫化鋼。
[0017] 所述的潤(rùn)滑劑可為耐高溫潤(rùn)滑劑。
[0018] 優(yōu)選的，所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸醋（PET巧、PE蠟和娃酬粉中的至少一 種。
[0019] 更優(yōu)選的，所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸醋（PET巧和娃酬粉中的至少一種。
[0020] 所述的熱穩(wěn)定劑可為抗氧劑1098、抗氧劑168、抗氧劑H161、抗氧劑412S中的至少 一種。
[0021] 優(yōu)選的，所述的抗氧劑為抗氧劑1098和抗氧劑168。
[0022] 所述的高溫發(fā)泡劑可為Ξ阱基均Ξ嗦。高溫發(fā)泡劑能防止發(fā)泡劑的過(guò)早分解和泡 孔材料的膨脹破裂。
[0023] 所述的勻泡劑可為聚酸改性聚硅氧烷、有機(jī)硅油、硬脂酸領(lǐng)和硬脂酸巧中的至少 一種。
[0024] 優(yōu)選的，所述的勻泡劑為硬脂酸巧。
[0025] 一種上述輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料的制備方法，包括W下具體步驟：
[0026] (1)先將聚酸酸酬、聚苯硫酸、硅烷偶聯(lián)劑加入高速攬拌機(jī)中預(yù)混合，再加入二硫 化鋼、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑，充分混合均勻；
[0027] 似將步驟（1)中得到的混合物料通過(guò)主喂料口加入到雙螺桿擠出機(jī)中，高溫發(fā) 泡劑和勻泡劑經(jīng)側(cè)喂口加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒，得輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合 材料。
[0028] 步驟（1)中所述的聚酸酸酬、聚苯硫酸和二硫化鋼在加入高速攬拌機(jī)前優(yōu)選在 100~120°C下干燥3~化。
[0029] 步驟（1)中所述的預(yù)混合優(yōu)選在80~100°C下混合3~5min。
[0030] 步驟（2)中所述的擠出造粒優(yōu)選在溫度為250~350°C，螺桿速度為350~45化/ min的條件下擠出造粒。
[0031] 更優(yōu)選的，步驟（2)中所述的擠出造粒指在溫度為270~330°C，螺桿速度為 40化/min的條件下擠出造粒。 陽(yáng)03引步驟似中的所述的側(cè)喂口優(yōu)選為第五節(jié)筒體的側(cè)喂口。通過(guò)從擠出機(jī)側(cè)喂口加 入高溫發(fā)泡劑和勻泡劑，能進(jìn)一步減少發(fā)泡劑的過(guò)熱分解，從而制備出穩(wěn)定的發(fā)泡材料。
[0033] 所述的輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料具有低密度、低摩擦系數(shù)、高強(qiáng)度的優(yōu) 點(diǎn)，可應(yīng)用在壓縮機(jī)墊片、離合器齒環(huán)和軸承軸襯等領(lǐng)域。
[0034] 本發(fā)明的機(jī)理為：
[0035] 本發(fā)明通過(guò)在聚酸酸酬中加入不同流動(dòng)性的聚苯硫酸來(lái)降低其烙體粘度，提高加 工性能，保證在較低溫度下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工，同時(shí)聚苯硫酸對(duì)無(wú)機(jī)粉體的高容納性也保證了 二硫化鋼的均勻分散，從而提高復(fù)合材料的耐磨性。為了防止發(fā)泡劑的過(guò)早分解和泡孔材 料的膨脹破裂，采用耐高溫的發(fā)泡劑和勻泡劑，選擇從擠出機(jī)側(cè)喂口加入高溫發(fā)泡劑和勻 泡劑，從而制備出穩(wěn)定的輕質(zhì)耐磨微發(fā)泡聚酸酸酬復(fù)合材料。
[0036] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0037] (1)本發(fā)明在陽(yáng)邸中加入適量PPS可W在保證高性能的同時(shí)提高加工性能，同時(shí) 提高二硫化鋼在基體的均勻分散。
[0038] (2)本發(fā)明主要W微發(fā)泡為主實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化，同時(shí)得到的材料的強(qiáng)度較高。
[0039] (3)本發(fā)明在工藝上使用發(fā)泡劑等組分并從側(cè)喂口加入，保證了發(fā)泡劑加工過(guò)程 的熱穩(wěn)定性。
[0040] (4)本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)材料的輕質(zhì)化、低摩擦性、高強(qiáng)度的同時(shí)能保證材料突出的絕緣 性。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0042] 本發(fā)明所使用的PE邸為吉大特塑工程塑料有限公司的012P，高流動(dòng)性PPS為浙 江新和成公司的1170C，中流動(dòng)性PPS為浙江新和成公司的1130C，二硫化鋼為日本DAIZ0 株式會(huì)社的M-5,硅烷偶聯(lián)劑為美國(guó)道康寧產(chǎn)的Z-6121，高溫潤(rùn)滑劑PETS和娃酬粉分別為 龍沙和德固賽提供，Ξ阱基均Ξ嗦和聚酸改性聚硅氧烷廠家為荷澤市嘉聯(lián)生物科技有限公 司，抗氧劑1098和抗氧劑168為己斯夫公司生產(chǎn)。
[0043] 實(shí)施例中所用的陽(yáng)EK、PPS和二硫化鋼在加入高速攬拌機(jī)前均在100~120°C下 干燥3~化。 W44] 對(duì)比實(shí)施例1
[0045] 將88. 9wt%充分干燥的陽(yáng)邸、5wt%充分干燥的高流動(dòng)性PPS、5wt%充分干燥 的中流動(dòng)性PPS、0. 3wt%的硅烷偶聯(lián)劑、0.Iwt%的抗氧劑1098、0. 2wt%的抗氧劑168和 0. 5wt%的娃酬粉加入到高速攬拌機(jī)中80°C下高速混合3~5min，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出 造粒。擠出溫度為270~330°C，螺桿轉(zhuǎn)速為40化/min。
[0046] 對(duì)比實(shí)施例2
[0047] 將63. 9wt%充分干燥的PE邸、5wt%充分干燥的高流動(dòng)性PPS、5wt%充分干燥的 中流動(dòng)性PPS、0. 3wt%的硅烷偶聯(lián)劑在高速攬拌機(jī)中80°C下高速混合3~5min后，再與 25wt%充分干燥的二硫化鋼、0.Iwt%的抗氧劑1098、0. 2wt%的抗氧劑168和0. 5wt%的 娃酬粉在高速攬拌機(jī)中80°C下高速混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒。擠出溫度為 270~330°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400r/min。 陽(yáng)04引實(shí)施例1<