CN104530695A - 一种耐磨尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工程塑料技术领域,具体涉及一种耐磨尼龙复合材料及其制备方法。尼龙66100份,固体润滑剂6-20份,玻璃纤维30-35份,聚四氟乙烯12-15份,硅酮粉3-7份,增容剂4-10份,抗氧化剂1-2份,固体润滑剂为二硫化钼40-70重量份,二硫化钨30-60重量份,混合均匀后于球磨机中250-350r/min,球磨6-12h,粒径为300-400nm。
Description
技术领域
本发明属于工程塑料技术领域,具体涉及一种耐磨尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙(Nylon),为聚酰胺纤维,是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称,由美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的,目前,被广泛应用于汽车、电气设备、机械部件、交通器材、纺织、造纸机械等领域。随着社会生产的不断进步,人们希望传统尼龙材料具有更加耐磨、更高强度的特性。同金属材料相比,塑胶材料密度低,可以注塑加工形成,生产成本低。尼龙塑胶材料具有优异的机械性能,如高强度、高模量、高硬度等,加入玻璃纤维增强后,热变形温度可达260℃(负荷0.45MPa),此外还表现出较高的抗蠕变性、耐磨性等。但尼龙66分子链上酰胺基团具有极性,易形成氢键,吸水性高,致使产品的尺寸稳定性差、耐磨性和热稳定性降低。特别是当材料用于生产纺织器材制件时,对这些性能要求更高,通过玻璃纤维增强和添加耐磨助剂等方法能改善其不足,同时使其性能大大提高。
发明内容
本发明为提高尼龙产品的稳定性,增强产品的耐磨性能,提供一种用于纺织器材加工的耐磨尼龙复合材料及其制备方法,本发明通过以下技术方案实现:
一种耐磨尼龙复合材料,由以下重量份计的原料组成
所述固体润滑剂为二硫化钼40-70重量份,二硫化钨30-60重量份,混合均匀后于球磨机中250-350r/min,球磨6-12h,粒径为300-400nm,即得所需固体润滑剂。
具体的,所述的尼龙66为特性粘度为2.7±0.05的尼龙树脂。
具体的,所述的增容剂为马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM,两者的混合比例为1∶1。
具体的,所述增容剂接枝率为0.9。
一种耐磨尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤,将所需质量的尼龙66在120℃热风干燥8小时,所需质量的增容剂80℃条件下热风干燥4小时,之后将所需硅酮粉、抗氧化剂、已经处理好的尼龙66、固体润滑剂、聚四氟乙烯、增容剂置于高速混合机中混合;加入所需玻璃纤维,用双螺杆挤压机挤出造粒,造粒温度255~265℃,螺杆转速300r/min;所得粒料再经120℃鼓风干燥8h后,即得所需材料。
本发明以玻璃纤维作为增强体系,加入硅酮粉、增容剂等制备了耐磨性能较强的尼龙66复合材料,该材料具有力学性能高、耐磨性能好。本发明采用纳米级固体润滑剂,可有效提高产品质量。固体润滑剂有二硫化钼与二硫化钨混合球磨制备而成。二硫化钼具有与石墨相同的层状结构,属于六方晶系,其晶体的单元层是由S-Mo-S三个平面层组成。在单元层内部,三棱形分布的硫原子把钼原子包围,硫原子与硫原子之间以很强的共价键联系在一起,而层与层之间的结合力为范德华力,键合力弱,层间易发生滑移,形成滑移面,摩擦系数在0.03-0.09之间。二硫化钨具有与二硫化钼相似的性质及结构类似,也是密排六方的层状结构。钨原子和硫原子间有强的化学键相连接,而层间硫原子与硫原子之间由弱的分子键相连接。层与层之间仍为范德华力,与二硫化钼相比,二硫化钨的层间距更大,摩擦系数更低,在0.03-0.05之间。采用球磨法将其颗粒细化,使其达到纳米级别,可变滑动摩擦为滚动摩擦,显示出更低的摩擦和磨损,具有较高的化学稳定性,提高材料的使用寿命,降低生产损耗,是传统固体润滑剂无法比拟的。
在现代化社会生产中具有较好的应用前景,特别适合于在纺织行业使用。通过检验本发明性能如下表1所示。
表1 本发明与行业要求材料性能对比
由表1可知,本发明生产的尼龙66复合材料具有较高的拉伸强度和弯曲强度,且具有较高的缺口冲击强度,摩擦因数远低于行业标准。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明,需要指出的是以下实施方式仅是以例举的方式对本发明所做的解释性说明,但本发明的保护范围并不仅限于此,所有本领域的技术人员以本发明的精神对本发明所做的等效的替换,均落入本发明的保护范围。
实施例1
二硫化钼40重量份,二硫化钨60重量份,混合均匀后于球磨机中250r/min,球磨12h,粒径为300nm,得所需固体润滑剂,备用;
将马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM,接枝率为0.9,两者的混合比例为1∶1混合均匀,做增容剂备用;
特性粘度为2.7±0.05的尼龙66 100份,上述固体润滑剂6份,玻璃纤维30份,聚四氟乙烯12份,硅酮粉3份,增容剂4份,抗氧化剂1份;
将所需质量的尼龙66在120℃热风干燥8小时,所需质量的增容剂80℃条件下热风干燥4小时,之后将所需硅酮粉、抗氧化剂、已经处理好的尼龙66、固体润滑剂、聚四氟乙烯、增容剂置于高速混合机中混合;加入所需玻璃纤维,用双螺杆挤压机挤出造粒,造粒温度255℃,螺杆转速300r/min;所得粒料再经120℃鼓风干燥8h后,即得所需材料。
实施例2
将二硫化钼70重量份,二硫化钨30重量份,混合均匀后于球磨机中350r/min,球磨6h,粒径为400nm,得所需固体润滑剂,备用;
将马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM,接枝率为0.9,两者的混合比例为1∶1混合均匀,做增容剂备用;
特性粘度为2.7±0.05的尼龙66 100份,上述固体润滑剂20份,玻璃纤维35份,聚四氟乙烯15份,硅酮粉7份,增容剂10份,抗氧化剂2份;
将所需质量的尼龙66在120℃热风干燥8小时,所需质量的增容剂80℃条件下热风干燥4小时,之后将所需硅酮粉、抗氧化剂、已经处理好的尼龙66、固体润滑剂、聚四氟乙烯、增容剂置于高速混合机中混合;加入所需玻璃纤维,用双螺杆挤压机挤出造粒,造粒温度265℃,螺杆转速300r/min;所得粒料再经120℃鼓风干燥8h后,即得所需材料。
实施例3
将二硫化钼50重量份,二硫化钨50重量份,混合均匀后于球磨机中300r/min,球磨10h,粒径为400nm,得所需固体润滑剂,备用;
将马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM,接枝率为0.9,两者的混合比例为1∶1混合均匀,做增容剂备用;
特性粘度为2.7±0.05的尼龙66 100份,上述固体润滑剂10份,玻璃纤维32份,聚四氟乙烯13份,硅酮粉5份,增容剂8份,抗氧化剂1份;
将所需质量的尼龙66在120℃热风干燥8小时,所需质量的增容剂80℃条件下热风干燥4小时,之后将所需硅酮粉、抗氧化剂、已经处理好的尼龙66、固体润滑剂、聚四氟乙烯、增容剂置于高速混合机中混合;加入所需玻璃纤维,用双螺杆挤压机挤出造粒,造粒温度265℃,螺杆转速300r/min;所得粒料再经120℃鼓风干燥8h后,即得所需材料。
实施例4
将二硫化钼60重量份,二硫化钨40重量份,混合均匀后于球磨机中350r/min,球磨8h,粒径为300nm,得所需固体润滑剂,备用;
将马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM,接枝率为0.9,两者的混合比例为1∶1混合均匀,做增容剂备用;
特性粘度为2.7±0.05的尼龙66 100份,上述固体润滑剂15份,玻璃纤维31份,聚四氟乙烯14份,硅酮粉6份,增容剂7份,抗氧化剂2份;
其制备方法如实施例1。
实施例5
将二硫化钼55重量份,二硫化钨45重量份,混合均匀后于球磨机中320r/min,球磨10h,粒径为300nm,得所需固体润滑剂,备用;
将马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM,接枝率为0.9,两者的混合比例为1∶1混合均匀,做增容剂备用;
特性粘度为2.7±0.05的尼龙66 100份,上述固体润滑剂18份,玻璃纤维34份,聚四氟乙烯12份,硅酮粉4份,增容剂8份,抗氧化剂1份;
其制备方法如实施例1。
实施例6
本实施例对上述实施例1-5进行验证,检测不同硅酮粉添加量增容剂用量对耐磨尼龙复合材料的性能的影响,检测方法参照以下标准。
拉伸性能测试按GB/T1040-1992;弯曲性能测试按GB/T9341-1998;冲击性能测试按GB/T1043-1993;洛氏硬度测试按GB/T230.2/.3-2002热变形温度测试按GB/T1634-2004;摩擦系数测试按GB/T10006-1988。
以未添加硅酮粉做对照,实施例1-5不同硅酮粉的添加量对耐磨尼龙复合材料的性能参数的影响如表2所示。
表2 实施例1-5硅酮粉添加量对耐磨尼龙复合材料性能的影响
由表2可知,硅酮粉能较好地分散到体系中,能很好地改善润滑和耐磨性能。表2为硅酮粉对PA66复合材料性能的影响,从表1可以看出加入硅酮粉后,尼龙66复合材料的拉伸、弯曲强度有较大提高,冲击性能变化不大,表面硬度与热变形温度有一定提高,摩擦因数略有降低。
以未添加增容剂做对比,检测各实施例中增容剂添加量对复合材料性能的影响,结果如表3所示。
表3 实施例1-5增容剂添加量对耐磨尼龙复合材料性能的影响
Claims (5)
1.一种耐磨尼龙复合材料,其特征在于:由以下重量份计的原料组成
所述固体润滑剂为二硫化钼40-70重量份,二硫化钨30-60重量份,混合均匀后于球磨机中250-350r/min,球磨6-12h,粒径为300-400nm,即得所需固体润滑剂。
2.如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料,其特征在于:所述的尼龙66为特性粘度为2.7±0.05的尼龙树脂。
3.如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料,其特征在于:所述的增容剂为马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM,两者的混合比例为1∶1。
4.如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料,其特征在于:所述增容剂接枝率为0.9。
5.制备如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料的方法,其特征在于:包括以下步骤,将所需质量的尼龙66在120℃热风干燥8小时,所需质量的增容剂80℃条件下热风干燥4小时,之后将所需硅酮粉、抗氧化剂、已经处理好的尼龙66、固体润滑剂、聚四氟乙烯、增容剂置于高速混合机中混合;加入所需玻璃纤维,用双螺杆挤压机挤出造粒,造粒温度255~265℃,螺杆转速300r/min;所得粒料再经120℃鼓风干燥8h后,即得所需材料。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150422 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |