一種耐磨尼龍復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0002] 本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體特別涉及一種耐磨的耐高溫尼龍復合材料 及其制備方法。
[0003]
【背景技術】
[0004] 耐高溫尼龍是芳香族聚酰胺中的一種，其是通過帶芳香環(huán)的二胺或二羧酸與脂肪 族二羧酸或二胺經(jīng)縮聚反應所制備得到的聚酰胺樹脂。由于在聚酰胺分子主鏈中導入芳 香環(huán)，從而提高了其耐熱性和力學性能、降低了吸水率，并且有較合適的性能/價格比。所 以耐高溫尼龍是介于通用工程塑料尼龍和耐高溫工程塑料聚醚醚酮（PEEK)之間的一種高 耐熱性的樹脂，在機械、電子等領域應用越來越大。耐高溫尼龍產(chǎn)品目前主要有聚酰胺46、 MXD6、6T/66、6T/6I、6T/6I/66和9T?，F(xiàn)有技術中雖有采用添加耐磨劑等方式對耐高溫尼龍 進行耐磨改性以增加其耐磨性，但卻由于各添加組分之間的相容性差，而導致復合材料的 力學性能損失嚴重，限制了復合材料的推廣應用。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種耐磨尼龍復合材料及其制備方法，主要通過對耐高溫尼龍進行耐 磨改性，以達到改善復合材料的綜合性能、拓寬應用領域。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下： 耐高溫尼龍 65-95份 預處理的二硫化鑰 1-15份 抗氧劑 0. 1-1. 0份 潤滑劑 0. 2-1. 0份； 所述預處理的二硫化鑰采用下述方法制備得到： (1) 把l-l〇kg的二硫化鑰加入到5-10L的濃度15wt%-20wt%的稀硫酸溶液中，加熱至 50-80°C，攪拌1-2小時，過濾，用去離子水洗滌至中性；把洗滌后的二硫化鑰加入到5-10L 的濃度為15wt%-20wt%的氫氧化鈉溶液，50-80°C，攪拌1-2小時，過濾，用去離子水洗滌至 中性，干燥； (2) 把干燥后的二硫化鑰加入甲苯二異氰酸酯中，浸潤30-60分鐘，過濾，烘干，得到預 處理的二硫化鑰。
[0008] 所述步驟（1)的目的是：1、去除二硫化鑰表面雜質；2、輕微腐蝕二硫化鑰表面， 增加二硫化鑰表面的粗糙度，提高聚合物的相容性及力學性能。稀硫酸和氫氧化鈉溶液濃 度、加熱溫度過高或攪拌時間太長會嚴重腐蝕二硫化鑰甚至會溶解二硫化鑰，大大破壞了 二硫化鑰本身的性能；濃度、加熱溫度過低、攪拌時間短，起不到這個步驟應有的作用。
[0009] 所述步驟（2)中，把二硫化鑰加入到特定的溶劑中浸潤，會使大量的甲苯二異氰酸 酯接枝到二硫化鑰表面，使得二硫化鑰與高溫尼龍的界面處輕微交聯(lián)，大大增強二者界面 結合力，從而大幅提高組合物的力學性能尤其是耐磨性能。
[0010] 所述的耐高溫尼龍為尼龍46、尼龍6T、尼龍9T中的至少一種。
[0011] 所述的二硫化鑰，其純度彡99. 9%、平均粒徑為1. 5μπι;所述二硫化鑰中含水量 < 0. 05 wt %。
[0012] 所述的抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗氧 劑1010)與三（2, 4-叔丁基苯基）亞磷酸酯(抗氧劑168)按重量比為1 :1的復合物。
[0013] 所述的潤滑劑為硬脂酸鋇、硬脂酸鋅中的至少一種。
[0014] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種耐磨耐高溫尼龍復合材料的制備方法，其采用下 述步驟： (1) 把65-95份耐高溫尼龍、1-15份預處理的二硫化鑰置于高混機中，于80°C下，1000 轉/min的轉速下攪拌均勻；再加入0. 1-1. 0份抗氧劑、0. 2-1. 0份潤滑劑于常溫下混合均 勻； (2) 將經(jīng)（2)混合好的原料加入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，擠出機的溫度為 280°C _320°C、擠出速率 300r/min。 本發(fā)明的有益之處在于： 1、本發(fā)明中加入了預處理的二硫化鑰作為耐磨改性劑，并加入適宜的加工助劑，從而 提高了高溫尼龍的耐磨與耐熱性能，使其具有更高的使用價值，并拓寬了使用領域，可廣泛 應用在電子電器、汽車、軍工等領域。
[0015] 2、本發(fā)明復合材料擠出制備工藝簡單，連續(xù)生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。
[0016] 3、本發(fā)明先將高溫尼龍與預處理的二硫化鑰進行預混合，從而大大提高預處理的 二硫化鑰在復合材料中的分散性，提高復合材料的耐磨性能。
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【具體實施方式】
[0018] 下面結合具體實例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面 的實施例。
[0019] 本發(fā)明的耐磨尼龍復合材料的制備方法，采用下述步驟： (1) 把5kg的二硫化鑰加入到5L的濃度17wt%的稀硫酸溶液中，加熱至70-80°C，攪拌 1-2小時，過濾，用去離子水洗滌至中性；把洗滌后的二硫化鑰加入到5L的濃度為17wt%的 氫氧化鈉溶液，50-80°C，攪拌1-2小時，過濾，用去離子水洗滌至中性，干燥； (2) 把干燥后的二硫化鑰加入甲苯二異氰酸酯中，浸潤30-60分鐘，過濾，烘干，得到預 處理的二硫化鑰。
[0020] (3)把耐高溫尼龍與預處理的二硫化鑰置于高混機中，80°C下，1000轉/min的轉 速下攪拌5分鐘；再加入稱好的抗氧劑、潤滑劑常溫混合均勻。
[0021] (4)將混合好的原料加入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，擠出溫度為：一區(qū) 270°C、二區(qū) 280°C、三區(qū) 295°C、四區(qū) 305°C、五區(qū) 310°C、六區(qū) 300°C、七區(qū) 295°C，機頭 285°C，擠出速率 300r/min。
[0022] 采用如表1所示原料組分配比得到實施例1-5,并以實施例5的配方為基礎不添加 預處理的二硫化鑰得到對比例1，同時，將實施例1-5與對比例1制備的粒料干燥后，按照標 準注塑工藝注塑標準樣條，分別對其進行力學性能測試，測試標準及性能數(shù)據(jù)見表2。
[0023] 表1各實施例中組分配比組成
表2性能測試
從上表2檢測數(shù)據(jù)可以看出，在材料配方體系中加入一定比例的預處理的二硫化鑰 后，材料都具有較低的摩擦系數(shù)，耐磨性能得到比較大的提高。綜合數(shù)據(jù)說明本技術方案取 得了預期的效果，提高摩擦磨損性能的同時，材料保持了優(yōu)異的拉伸性能，彎曲性能。
【主權項】
1. 一種耐磨尼龍復合材料，由以下組分按重量份制備而成： 耐高溫尼龍 65-95份 預處理的二硫化鑰 1-15份 抗氧劑 0. 1-1. 0份 潤滑劑 0. 2-1. 0份； 所述預處理的二硫化鑰采用下述方法制備得到： (1) 把l-l〇kg的二硫化鑰加入到5-10L的濃度15wt%-20wt%的稀硫酸溶液中，加熱至 50-80°C，攪拌1-2小時，過濾，用去離子水洗滌至中性；把洗滌后的二硫化鑰加入到5-10L 的濃度為15wt%-20wt%的氫氧化鈉溶液，50-80°C，攪拌1-2小時，過濾，用去離子水洗滌至 中性，干燥； (2) 把干燥后的二硫化鑰加入甲苯二異氰酸酯中，浸潤30-60分鐘，過濾，烘干，得到預 處理的二硫化鑰。2. 如權利要求1所述的一種耐磨尼龍復合材料，其特征在于，所述的耐高溫尼龍為尼 龍46、尼龍6T、尼龍9T中的一種。3. 如權利要求1所述的一種耐磨尼龍復合材料，其特征在于，所述的二硫化鑰，其純度 彡99. 9%、平均粒徑為1. 5 μ m ;所述二硫化鑰含水量< 0. 05 wt %。4. 如權利要求1所述的一種耐磨尼龍復合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為四 [β -(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯與三（2, 4-叔丁基苯基）亞磷酸酯 按重量比為1 :1的復合物。5. 如權利要求1所述的一種耐磨尼龍復合材料，其特征在于，所述的潤滑劑為硬脂酸 鋇、硬脂酸鋅中的至少一種。6. 權利要求1-5任一項所述耐磨耐高溫尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，采用 下述步驟： (1) 把65-95份耐高溫尼龍、1-15份預處理的二硫化鑰置于高混機中，于80°C下，1000 轉/min的轉速下攪拌均勻；再加入0. 1-1. 0份抗氧劑、0. 2-1. 0份潤滑劑于常溫下混合均 勻； (2) 將經(jīng)（2)混合好的原料加入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，擠出機的溫度為 280°C _320°C、擠出速率 300r/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨尼龍復合材料，由以下組分按重量份制備而成：耐高溫尼龍65-95份、預處理的二硫化鉬1-15份、抗氧劑0.1-1.0份、潤滑劑0.2-1.0份；本發(fā)明還公開了所述耐磨耐高溫尼龍復合材料的制備方法。本發(fā)明中加入了預處理的二硫化鉬作為耐磨改性劑，并加入適宜的加工助劑，從而提高了高溫尼龍的耐磨與耐熱性能，使其具有更高的使用價值，并拓寬了使用領域，可廣泛應用在電子電器、汽車、軍工等領域；本發(fā)明復合材料擠出制備工藝簡單，連續(xù)生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定；本發(fā)明先將高溫尼龍與預處理的二硫化鉬進行預混合，從而大大提高預處理的二硫化鉬在復合材料中的分散性，提高復合材料的耐磨性能。
【IPC分類】C08K9/02, C08L77/06, C08K5/134, C08K9/04, C08K5/098, C08K5/526, C08K13/06, C08K3/30
【公開號】CN105647173
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊桂生, 方永煒
【申請人】合肥杰事杰新材料股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月10日