CN103897387A - 高强耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents

高强耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强耐磨聚酰胺复合材料，复合材料按重量份组成包括：尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份。制备复合材料的方法，包括：制备原料，按重量份数称取尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份，投入高速混料机中，高速混匀，得到造粒原料；将原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，并且控制双螺杆挤出机的一区至六区的挤出温度，得到复合材料。本发明具有强度好，低吸湿性和摩擦系数低的优点。

Description

高强耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高强耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺（尼龙、PA）是一种重要的工程塑料，被广泛用在汽车、机械、包装、电子和电器等领域。由于尼龙材料的吸水性大，尺寸稳定性差，干摩擦系数不足，从而难以用作高速摩擦材料。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种强度好，低吸湿性和摩擦系数低的特点，适用于摩擦组件的高强耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高强耐磨聚酰胺复合材料，所述复合材料按重量份组成包括：尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份。
制备高强耐磨聚酰胺复合材料的方法，包括以下步骤：
A、制备造料用原料，按重量份数称取尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份，投入高速混料机中，高速混匀，得到造粒原料；
B、将得到造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，并且控制双螺杆挤出机的一区至六区的挤出温度，得到高强耐聚酰胺复合材料。
本发明的进一步改进在于：所述尼龙66树脂为熔点在210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙树脂。
本发明的进一步改进在于：所述尼龙1010树脂为熔点在220℃以上并且黏度指数2.5的尼龙树脂。
本发明的进一步改进在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本发明的进一步改进在于：所述阻燃剂为氢氧化铝。
本发明的进一步改进在于：所述聚四氟乙烯为纳米级聚四氟乙烯粉体。
本发明的进一步改进在于：所述抗氧化剂为三亚磷酸酯（2.4-二叔丁基苯基）。
本发明的进一步改进在于：所述短切玻璃纤维为长度为3mm的无碱玻璃纤维。
本发明的进一步改进在于：根据权利要求2所述制备高强耐磨聚酰胺复合材料的方法，其特征在于：步骤A中所述高速混合机的混合时间为10分钟，混合速度为10r/s，步骤B中所述控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度是将温度控制为：一区235℃、二区240℃、三区240℃、四区245℃、五区240℃、六区225℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：节约生产成本，降低生产难度，生产出的复合材料用作于健身器材中轴套，能代替传统的轴承，且强度高，低吸湿性和摩擦系数低，适用于摩擦组件。
具体实施方式：
    为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明示出了高强耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法的具体实施方式，一种高强耐磨聚酰胺复合材料，所述复合材料按重量份组成包括：尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份。制备高强耐磨聚酰胺复合材料的方法，包括以下步骤：A、制备造料用原料，按重量份数称取尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份，投入高速混料机中，高速混匀，得到造粒原料；B、将得到造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，并且控制双螺杆挤出机的一区至六区的挤出温度，得到高强耐聚酰胺复合材料。
本发明的优选所述尼龙66树脂为熔点在210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙树脂，尼龙1010树脂为熔点在220℃以上并且黏度指数2.5的尼龙树脂，偶联剂为硅烷偶联剂，阻燃剂为氢氧化铝，二硫化钼为铅灰色有光泽粉末，人工合成的呈黑色，聚四氟乙烯为纳米级聚四氟乙烯粉体，抗氧化剂为三亚磷酸酯（2.4-二叔丁基苯基），短切玻璃纤维为长度为3mm的无碱玻璃纤维。
制备高强耐磨聚酰胺复合材料的方法，优选步骤A中所述高速混合机的混合时间为10分钟，混合速度为10r/s，步骤B中所述控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度是将温度控制为：一区235℃、二区240℃、三区240℃、四区245℃、五区240℃、六区225℃。
实施例1：
A、制备造粒用原料，按重量份数称取熔点在210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙66树脂50份，熔点在220℃以上并且黏度指数为2.5尼龙1010树脂19份，硅烷偶联剂0.5份，聚四氟乙稀6份，氢氧化铝18.2份，二硫化钼5份和3mm的短切玻璃纤维15.5份，抗氧化剂0.3份，投入高速混合机中混合10min，得到造粒用原料；
B、得到的造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度为：一区235℃，二区240℃，三区240℃，四区245℃，五区240℃，六区230℃，得到高强耐磨聚酰胺复合材料。
实施例2：
A、制备造粒用原料，按重量份数称取熔点在210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙66树脂52份，熔点在220℃以上并且黏度指数为2.5尼龙1010树脂17份，硅烷偶联剂0.8份，聚四氟乙烯8份，氢氧化铝19份，二硫化钼7份和短切玻璃纤维3mm17份，亚磷酸酯抗氧剂0.6份，投入高透混合机中混合10min，得到造粒用原料。
B、得到的造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度为：一区235℃，二区240℃，三区240℃，四区245℃，五区240℃，六区230℃，得到高强耐磨聚酰胺复合材料。
实施例3：
A、制备造粒用原料，按重量份数称取熔点210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙66树脂55份，熔点在220℃以上并且黏度指数为2.5尼龙1010树脂20份，硅烷偶联剂1.2份，聚四氟乙烯12份，氢氧化铝20份，二硫化钼10份和短切玻璃纤维3mm20份，亚磷酸酯抗氧剂0.9份，投入高速混合机中混合10min，得到造粒用原料。
B、得到的造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度为,一区235℃，二区240℃，三区245℃，四区245℃，五区240℃，六区230℃，得到高强耐磨聚酰胺复合材料。
实施例四：
A、制备造粒用原料，按重量份数称取熔点210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙66树脂51份，熔点在220℃以上并且黏度指数为2.5尼龙1010树脂15份，硅烷偶联剂1份，聚四氟乙烯9份，氢氧化铝18.5份，二硫化钼6份和短切玻璃纤维3mm18份，亚磷酸酯抗氧剂0.5份，投入高速混合机中混合10min，得到造粒用原料。
B、得到的造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度为,一区235℃，二区240℃，三区245℃，四区245℃，五区240℃，六区230℃，得到高强耐磨聚酰胺复合材料。
实施例五：
A、制备造粒用原料，按重量份数称取熔点210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙66树脂53.5份，熔点在220℃以上并且黏度指数为2.5尼龙1010树脂18份，硅烷偶联剂0.9份，聚四氟乙烯11份，氢氧化铝19.5份，二硫化钼8份和短切玻璃纤维3mm18.5份，亚磷酸酯抗氧剂0.8份，投入高速混合机中混合10min，得到造粒用原料。
B、得到的造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度为,一区235℃，二区240℃，三区245℃，四区245℃，五区240℃，六区230℃，得到高强耐磨聚酰胺复合材料。
实施例六：
A、制备造粒用原料，按重量份数称取熔点210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙66树脂54份，熔点在220℃以上并且黏度指数为2.5尼龙1010树脂16份，硅烷偶联剂1.1份，聚四氟乙烯10份，氢氧化铝19.3份，二硫化钼9份和短切玻璃纤维3mm19份，亚磷酸酯抗氧剂0.85份，投入高速混合机中混合10min，得到造粒用原料。
B、得到的造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度为,一区235℃，二区240℃，三区245℃，四区245℃，五区240℃，六区230℃，得到高强耐磨聚酰胺复合材料。
本发明所述的高强耐磨尼龙复合材料经过测试具有如下的性能指标：拉伸强度大于135MPA，弯曲强度大于185MPA，悬臂梁缺口冲击强度大于20kg/㎡，熔融指数大于17g/10min，阻燃级别≧V1级，对铜材的摩擦系数小于0.23，具有以下技术效果：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度Mpa 135 136 138
弯曲强度Mpa 186 189 195
悬臂梁缺口冲击强度kg∕㎡ 21 21.5 23
熔融指数g∕10min 19 18.5 17.2
阻燃性（UL-94） V1 V1 V1
对铜球的摩擦系数 0.22 0.20 0.19

Claims (10)

1.一种高强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：尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份。
2.制备权利要求1所述的高强耐磨聚酰胺复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、制备造料用原料，按重量份数称取尼龙66树脂50-55份，尼龙1010树脂15-20份，偶联剂0.5-1.2份，阻燃剂18-20份，二硫化钼5-10份，抗氧剂0.3-0.9份，聚四氟乙烯6-12份和短切玻璃纤维15-20份，投入高速混料机中，高速混匀，得到造粒原料；
B、将得到造粒用原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，并且控制双螺杆挤出机的一区至六区的挤出温度，得到高强耐聚酰胺复合材料。
3.根据权利要求1所述高强耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于：所述尼龙66树脂为熔点在210℃以上并且黏度指数为2.3的尼龙树脂。
4.根据权利要求1所述高强耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于：所述尼龙1010树脂为熔点在220℃以上并且黏度指数2.5的尼龙树脂。
5.根据权利要求1所述高强耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述高强耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝。
7.根据权利要求1所述高强耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于：所述聚四氟乙烯为纳米级聚四氟乙烯粉体。
8.根据权利要求1所述高强耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂为三亚磷酸酯（2.4-二叔丁基苯基）。
9.根据权利要求1所述高强耐磨聚酰胺复合材料，其特征在于：所述短切玻璃纤维为长度为3mm的无碱玻璃纤维。
10.根据权利要求2所述制备高强耐磨聚酰胺复合材料的方法，其特征在于：步骤A中所述高速混合机的混合时间为10分钟，混合速度为10r/s，步骤B中所述控制双螺杆挤出机的一区至六区的温度是将温度控制为：一区235℃、二区240℃、三区240℃、四区245℃、五区240℃、六区225℃。
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