CN104046017A - 一种耐磨的耐高温尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨的耐高温尼龙复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐磨的耐高温尼龙复合材料及其制备方法，所述复合材料由65-95份耐高温尼龙、5-35份尼龙66、1-15份耐磨剂、0.1-1.0份抗氧剂、0.2-1.0份润滑剂，经混合后经双螺杆熔融共混挤出工艺制备而成的。本发明先将尼龙66与耐磨剂进行预混合，从而大大提高耐磨剂在复合材料中的分散性，并调节了复合材料的粘度，从而提高复合材料的耐磨性能，与耐热性能，使其具有更高的使用价值，并拓宽了使用领域，可广泛应用在电子电器、汽车、军工等领域。并促进挤出机的顺畅加工。

Description

一种耐磨的耐高温尼龙复合材料及其制备方法
 
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体特别涉及一种耐磨的耐高温尼龙复合材料及其制备方法。
 
背景技术
耐高温尼龙是芳香族聚酰胺中的一种，其是通过带芳香环的二胺或二羧酸与脂肪族二羧酸或二胺经缩聚反应所制备得到的聚酰胺树脂。由于在聚酰胺分子主链中导入芳香环，从而提高了其耐热性和力学性能、降低了吸水率，并且有较合适的性能/价格比。所以耐高温尼龙是介于通用工程塑料尼龙和耐高温工程塑料聚醚醚酮（PEEK）之间的一种高耐热性的树脂，在机械、电子等领域应用越来越大。耐高温尼龙产品目前主要有聚酰胺46、MXD6、6T/66、6T/6I、6T/6I/66和9T。
现有的耐高温尼龙在加入耐磨剂时，虽会增加其耐磨性，但相应地由于它们之间的相容性差，而导致材料的力学性能损失严重；另外在加工的过程中，容易出现挤出机模头堵塞、拉条断条等严重的工艺问题。
 
发明内容
本发明提供一种耐磨的耐高温尼龙复合材料及其制备方法，主要通过对耐高温尼龙进行耐磨改性，以达到改善复合材料的综合性能、拓宽应用领域。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐磨的耐高温尼龙复合材料，由以下组分按重量份制备而成：
耐高温尼龙    65-95份
尼龙66       5-35份
耐磨剂       1-15份
抗氧剂       0.1-1.0份
润滑剂       0.2-1.0份
所述的耐高温尼龙为尼龙46、尼龙6T、尼龙9T中的至少一种。
所述的耐磨剂为二硫化钼，其纯度≥99.9%、平均粒径为1.5μm；所述二硫化钼中含水量≤0.05%（wt）。
所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4- 羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）与三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）按质量比为1 ：1的复合物。
所述的润滑剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌中的至少一种。
本发明的另一个目的是提供上述一种耐磨的耐高温尼龙复合材料的制备方法，其制备步骤为：
（1）将耐高温尼龙、尼龙66、耐磨剂、抗氧剂、润滑剂分别在80-120℃条件下干燥4-6h；
（2）把5-35份尼龙66与5-35份耐磨剂置于高混机中，于80℃下，1000转/min的转速下搅拌均匀；再加入65-95份耐高温尼龙、0.1-1.0份抗氧剂、0.2-1.0份润滑剂于常温下混合均匀；
（3）将经（2）混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出机的温度为280℃-320℃、挤出速率300r/min。   
本发明先将尼龙66与耐磨剂置于高混机中进行预先混合非常重要，能大大提高耐磨剂在最终组合物中的分散性，尼龙66的加入调节了组合物的粘度，使加工过程变得更加顺畅。 
本发明的优点在于：
1、本发明中加入了尼龙66作为耐磨改性剂，并加入适宜的加工助剂，从而提高了高温尼龙的耐磨与耐热性能，使其具有更高的使用价值，并拓宽了使用领域，可广泛应用在电子电器、汽车、军工等领域。
2、本发明复合材料挤出制备工艺简单，连续生产效率高，产品质量稳定。
3、本发明先将尼龙66与耐磨剂进行预混合，从而大大提高耐磨剂在复合材料中的分散性，提高复合材料的耐磨性能。同时还能解决在加工过程中遇到的挤出机模头容易杜塞、拉条容易断条等问题。
4、尼龙66的加入调节了复合材料的粘度，使挤出造粒加工过程变得更加顺畅，并避免了挤出机模头发生堵塞、拉条容易断条等问题。
 
具体实施方式
下面结合具体实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例2：
（1）将耐高温尼龙、尼龙66、耐磨剂、抗氧剂、润滑剂分别在120℃条件下干燥4h；
   （2）把10份尼龙66与5份耐磨剂二硫化钼置于高混机中，于80℃、1000转/min的转速下搅拌5分钟； 再加入85份耐高温尼龙PA6T、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.4份润滑剂硬脂酸钡常温混合均匀。
（3）将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，其挤出温度为：一区270℃、二区280℃、三区295℃、四区305℃、五区310℃、六区300℃、七区295℃,机头285℃,挤出速率300r/min。
 
实施例3：
（1）将耐高温尼龙、尼龙66、耐磨剂、抗氧剂、润滑剂分别在80-120℃条件下干燥4-6h；
   （2）把35份尼龙66与5份耐磨剂二硫化钼置于高混机中，于80℃、1000转/min的转速下搅拌5分钟； 再加入65份耐高温尼龙PA6T、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.8份润滑剂硬脂酸锌常温混合均匀。
（3）将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，其挤出温度为：一区270℃、二区280℃、三区295℃、四区305℃、五区310℃、六区300℃、七区295℃,机头285℃,挤出速率300r/min。
 
实施例4：
（1）将耐高温尼龙、尼龙66、耐磨剂、抗氧剂、润滑剂分别在100℃条件下干燥5h；
   （2）把25份尼龙66与15份耐磨剂二硫化钼置于高混机中，于80℃、1000转/min的转速下搅拌5分钟； 再加入80份耐高温尼龙PA46、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.6份润滑剂硬脂酸钡常温混合均匀。
（3）将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，其挤出温度为：一区270℃、二区280℃、三区295℃、四区305℃、五区310℃、六区300℃、七区295℃,机头285℃,挤出速率300r/min。
 
实施例5：
（1）将耐高温尼龙、尼龙66、耐磨剂、抗氧剂、润滑剂分别在120℃条件下干燥6h；
   （2）把15份尼龙66与10份耐磨剂二硫化钼置于高混机中，于80℃、1000转/min的转速下搅拌5分钟； 再加入70份耐高温尼龙PA9T、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168、1份润滑剂硬脂酸锌常温混合均匀。
（3）将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，其挤出温度为：一区270℃、二区280℃、三区295℃、四区305℃、五区310℃、六区300℃、七区295℃,机头285℃,挤出速率300r/min。
 
对比例1：同时以实施例5的配方为基础仅不添加尼龙66来制备对比例1，其具体如下：
（1）将耐高温尼龙、尼龙66、耐磨剂、抗氧剂、润滑剂分别在120℃条件下干燥6h；
   （2）把10份耐磨剂二硫化钼置于高混机中，于80℃、1000转/min的转速下搅拌5分钟； 再加入70份耐高温尼龙PA9T、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168、1份润滑剂硬脂酸锌常温混合均匀。
（3）将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，其挤出温度为：一区270℃、二区280℃、三区295℃、四区305℃、五区310℃、六区300℃、七区295℃,机头285℃,挤出速率300r/min。
上述实施例1－5与对比例1的组成配方如下表1所示：
表1配方组成
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1
PA6T 95 85 65      
PA46       80    
PA9T         70 70
尼龙66 5 10 35 25 15  
二硫化钼 1 5 5 15 10 10
抗氧剂1010 0.05 0.1 0.2 0.2 0.5 0.5
抗氧剂168 0.05 0.1 0.2 0.3 0.5 0.5
硬脂酸锌 0.2   0.8   1 1
硬脂酸钡   0.4   0.6    
将实施例1-5与对比例1制备的粒料干燥后，按照标准注塑工艺注塑标准样条，分别对其进行力学性能测试，测试标准及性能数据见表2。
表2性能测试
从上表2检测数据可以看出，在材料配方体系中加入一定比例的PA66 耐磨助剂后，材料都具有较低的摩擦系数，耐磨性能得到比较大的提高。综合数据说明本技术方案取得了预期的效果，提高摩擦磨损性能的同时，材料保持了优异的拉伸性能，弯曲性能和冲击性能。

Claims (6)

1.一种耐磨的耐高温尼龙复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
耐高温尼龙    65-95份
尼龙66       5-35份
耐磨剂       1-15份
抗氧剂       0.1-1.0份
润滑剂       0.2-1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨的耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述的耐高温尼龙为尼龙46、尼龙6T、尼龙9T中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨的耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述的耐磨剂为二硫化钼，其纯度≥99.9%、平均粒径为1.5μm；所述二硫化钼中含水量≤0.05%（wt）。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨的耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4- 羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）与三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）按质量比为1 ：1的复合物。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨的耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌中的至少一种。
6.一种制备如权利要求1所述的一种耐磨的耐高温尼龙复合材料的方法，其特征在于：其制备步骤为：
（1）将耐高温尼龙、尼龙66、耐磨剂、抗氧剂、润滑剂分别在80-120℃条件下干燥4-6h；
（2）把5-35份尼龙66与1-15份耐磨剂置于高混机中，于80℃下，1000转/min的转速下搅拌均匀；再加入65-95份耐高温尼龙、0.1-1.0份抗氧剂、0.2-1.0份润滑剂于常温下混合均匀；
（3）将经（2）混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出机的温度为280℃-320℃、挤出速率300r/min。
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