CN105176072B - 一种低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料，由以下重量份数的组分制成：高温尼龙50～100份，氟塑料30～50份，改性介质材料20～40份，耐磨介质材料3～10份，阻燃剂5～20份，润滑剂0.2～0.8份，抗氧剂0.2～0.8份，填充剂10～50份；本发明还公开了一种制备该尼龙/氟塑料复合材料的方法，将上述各种组分进行混合、搅拌、干燥、造粒、切粒等，制得尼龙/氟塑料复合材料。本发明通过各种组分的合理配比，制得一种密度低、阻燃、耐磨、耐高低温、导电性好的尼龙/氟塑料复合材料，能够应用于航空航天、轨道交通、汽车、新能源、化工、石油、矿山等领域，并满足阻燃、耐磨、耐高低温、耐腐蚀等需求。

Description

一种低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种密度低、阻燃、耐磨、耐高低温、导电性好的尼龙/氟塑料复合材料及其制备方法。
背景技术
聚邻苯二甲酰胺(简称PPA)树脂是以对苯二甲酸或间苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺。在高温高湿(温度≥85℃，湿度≥90％)状态下，PPA的抗拉强度比尼龙6高20％，比尼龙66更高；弯曲模量比普通尼龙高20％，硬度更大，能抗长时间的拉伸蠕变；耐汽油、耐油脂和耐冷却剂的能力也比普通尼龙强；可以耐200℃的持续高温，并且还能保持良好的尺寸稳定性。由于PPA树脂杰出的物理、热和电性能，尤其是适中的成本，使它具有广阔的应用范围，这些性能和优良的耐化学性一起，使PPA能够应用在汽车马达、前灯反光器、轴承座、皮带轮、传感器壳体、燃料管线元件和电气元件等诸多产品中。但是PPA的自润滑耐磨性、耐超高温性(≥250℃)，以及耐低温性(≤-40℃)都有不足，而尼龙普遍具有阻燃性差的特点，如果将阻燃性提高，则会降低其力学性能和耐磨性，因此也影响了其在航空航天、轨道交通、新能源、汽车等特殊环境下的应用。
氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，它们有聚四氟乙烯(PTFE)、全氟(乙烯丙烯)(FEP)共聚物、聚全氟烷氧基(PFA)树脂、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氟乙烯(PVF)。氟塑料具有很高的抗冲强度、较好的自润滑性、很好的耐化学性能、阻燃性能和耐高低温性，主要用于化工、机械、电器、建筑、电子、汽车、医药等诸多领域。但是氟塑料的拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差，限制了其在部分有力学性能要求的结构件中的应用；另外，氟塑料的导电性能较差(体积电阻率在1017Ω·cm左右)，通常只能用于绝缘产品，而对于一些需要导电导热的耐化学和耐候领域则不能满足。
随着航空航天、轨道交通、汽车、能源等领域的快速发展，亟需一些综合性能更好的材料来替代原材料，使人们构想的技术能够得以实现。
发明内容
结合PPA和氟塑料这两种材料的优点，我们开发了一种新型的尼龙/氟塑料复合材料，具有密度低、阻燃、耐磨、耐高低温、导电性好的优点，可以满足航空航天、轨道交通、汽车、新能源以及石油化工等领域的多种需要。
为此，本发明公开了一种低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料，由以下重量份数的组分制成：高温尼龙50～100份，氟塑料30～50份，改性介质材料20～40份，耐磨介质材料3～10份，阻燃剂5～20份，润滑剂0.2～0.8份，抗氧剂0.2～0.8份，填充剂10～50份；
作为本发明的进一步改进，所述高温尼龙为半芳香族尼龙，粘度为0.27～0.32dl/g；
所述氟塑料为聚四氟乙烯、聚全氟烷氧基树脂、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯中的一种或几种；
所述改性介质材料由改性玻璃微珠与改性碳纳米管按比例1：1～3：1复配而成；
所述耐磨介质材料为二硫化钼、石墨、硅酮粉中的一种或几种；
所述阻燃剂为红磷、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种；
所述润滑剂为乙二撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、丙烯蜡、硅氧烷中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1098、抗氧剂626中的一种或几种；
所述填充剂为玻璃纤维、聚酯纤维、碳纤维中的一种或几种。
本发明还公开了一种制备所述低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法，包括以下步骤：
1)将高温尼龙、氟塑料、改性介质材料、润滑剂、抗氧剂加入到高混机中，高速搅拌3～7min；
2)将阻燃剂、耐磨介质材料加入到高混机中，高速搅拌8～10min，制得混合料；
3)将所述混合料放入到干燥箱中，在90～100℃的温度下干燥2～3h；
4)将干燥好的混合料输送至双螺杆挤出机中，加入填充剂进行造粒；
5)经过造粒后的混合料挤出后经水冷切粒，制得粒料，将所述粒料在100℃的温度下干燥3h，制得尼龙/氟塑料复合材料。
作为本发明的进一步改进，所述改性介质材料的制备包括以下步骤：
1)碳纳米管的制备
a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将所述催化剂前驱混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；
b、将所述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台之间设有锡丝；
c、关闭真空室抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；
d、在保持氩气流量的条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min，在Ni/MgO催化剂表面即可得到碳纳米管，收集备用；
2)碳纳米管的改性
将表面改性剂加入无离子水中，配制成浓度为30～40mg/ml的溶液，然后将步骤1)中制备的碳纳米管加入所述溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性碳纳米管备用；
3)玻璃微珠的改性
将表面改性剂加入质量分数为70％的乙醇溶液中，搅拌配制成浓度为10～20mg/ml的混合溶液，然后将直径为20μm的玻璃微珠加入所述混合溶液中，室温下搅拌5～10h，并通入低频高压脉冲电流，使玻璃微珠被表面改性剂包覆，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性玻璃微珠备用；
4)改性介质材料的制备
将改性碳纳米管和改性玻璃微珠按比例1：1～3：1加入到搅拌机中，中速搅拌2～4min，收集备用。
作为本发明的进一步改进，所述双螺杆挤出机的工作温度为：第一区300～330℃，第二区305～335℃，第三区315～360℃，第四区310～350℃，第五区305～335℃，第六区300～330℃，第七区295～325℃，第八区295～325℃，第九区290～320℃，机头温度315～325℃，主机转速450～550rpm，料筒真空度-0.06MPa，机头压力16～25MPa。
作为本发明的进一步改进，所述催化剂为镍和镁的硝酸盐，所述基材为铜或硅。
作为本发明的进一步改进，所述碳氢化合物为天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔。
作为本发明的进一步改进，所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
本发明的有益效果是：
本发明的低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料，通过各种组分的合理配比，密度低至1.0～1.3g/cm3，阻燃级别达到UL94V-0级，摩擦系数低至0.05～0.15，体积电阻率104～105Ω·cm，经测试可在-70～250℃下长期使用，能够应用于航空航天、轨道交通、汽车、新能源等领域的阻燃、耐磨、耐高低温部件，如连接器、手柄、密封圈及密封条、传动杆、滑块等，以及化工、石油、矿山等领域阻燃、耐磨、耐低温、耐化学腐蚀的设备和材料，如管道密封接环、设备轴承套、联动轴、密封圈及密封条、传动滑块等。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
下述实施例中所使用的实验或测试方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的设备、材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
一种低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料，由以下重量份数的组分制成：高温尼龙50～100份，氟塑料30～50份，改性介质材料20～40份，耐磨介质材料3～10份，阻燃剂5～20份，润滑剂0.2～0.8份，抗氧剂0.2～0.8份，填充剂10～50份。其中：
高温尼龙为半芳香族尼龙—高温尼龙PPA，粘度为0.27～0.32dl/g；
氟塑料为聚四氟乙烯、聚全氟烷氧基树脂、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯中的一种或几种；
改性介质材料由改性玻璃微珠与改性碳纳米管按比例1：1～3：1复配而成；
耐磨介质材料为二硫化钼、石墨、硅酮粉中的一种或几种；
阻燃剂为红磷、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种；
润滑剂为乙二撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、丙烯蜡、硅氧烷中的一种或几种；
抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1098、抗氧剂626中的一种或几种；
填充剂为玻璃纤维、聚酯纤维、碳纤维中的一种或几种。
下面将通过四个实施例来说明本发明的低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的具体制备方法。
实施例一：
本实施例中制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法包括以下步骤：
1)将20.3g硝酸镍和17.9g硝酸镁溶于100ml无水乙醇中，制得硝酸镍和硝酸镁浓度都是0.7mol/L的1:1混合催化剂前驱溶液，将配制好的前驱溶液均匀涂于铜片或硅片基材上，自然晾干；
2)将锡丝缠绕后垫于基材下，放入直流等离子体化学气相沉积设备腔内的沉积台上，关闭真空室并打开真空泵抽真空，当泵压小于0.1pa时，向真空室通入氩气和氢气，氩气和氢气流量分别为4L/min和10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为120A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在3000Pa，反应8分钟，制得Ni/MgO催化剂；
3)在保持氩气流量的条件下，逐步减小氢气流量至5L/min，然后通入天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔，在3500Pa压力和1000℃下进行反应30分钟，在Ni/MgO催化剂表面即可得到碳纳米管，收集备用；
4)将钛酸酯偶联剂加入无离子水中，配制成浓度为30mg/ml的溶液，然后将制备的碳纳米管加入上述溶液中，采用功率为150W的超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性碳纳米管备用；
5)将6g钛酸酯偶联剂加入200ml质量分数为70％的乙醇溶液中，配制成浓度为30mg/ml的混合溶液，将100g直径为20μm的玻璃微珠加入上述混合溶液中，通入50Hz-15kV低频高压脉冲电流，连续搅拌6小时，使玻璃微珠被表面改性剂包覆，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性玻璃微珠备用；
6)将500g改性玻璃微珠和500g改性碳纳米管放入搅拌机中，调至转速为700转/分钟，搅拌4分钟，制得改性介质材料，收集备用；
7)将5000g粘度为0.27～0.32dl/g的高温尼龙PPA、1000g聚全氟烷氧基树脂、500g聚全氟乙丙烯、200g聚偏氟乙烯、1000g步骤6)中制备好的改性介质材料、10g乙二撑双硬脂酸酰胺、5g硬脂酸酰胺、10g抗氧剂264、5g抗氧剂1098加入到高混机中，转速调至1200转/分钟，搅拌5分钟；
8)在高混机中再加入400g三聚氰胺聚磷酸盐、100g聚磷酸铵、200g二硫化钼、100g硅酮粉，调整转速1200转/分钟，搅拌8分钟至完全混合均匀；
9)将混合好的料放入到干燥箱中，在95℃的温度下干燥2.5小时；
10)将干燥好的混合料输送至双螺杆挤出机中，加入500g玻璃纤维，并调整加料速度，使填充剂与干燥的混合料混合均匀；其中，挤出机的工作温度为：第一区300℃，第二区305℃，第三区315℃，第四区310℃，第五区305℃，第六区300℃，第七区295℃，第八区295℃，第九区290℃，机头温度315℃，主机转速450转/分钟，料筒真空度-0.06MPa，机头压力18MPa；
11)混合料挤出后经水冷切粒，将所得粒料在100℃温度下干燥3小时，即得到尼龙/氟塑料复合材料。
实施例二：
本实施例中制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法包括以下步骤：
1)改性玻璃微珠和改性碳纳米管的制备方法同实施例一中的步骤1)～5)；
2)将800g改性玻璃微珠和400g改性碳纳米管放入搅拌机中，调至转速为700转/分钟，搅拌5分钟，制得改性介质材料，收集备用；
3)将5000g粘度为0.27～0.32dl/g的高温尼龙PPA、1500g聚全氟烷氧基树脂、500g聚全氟乙丙烯、1200g步骤2)制备的改性介质材料、10g乙二撑双硬脂酸酰胺、5g聚乙烯蜡、5g硅氧烷、10g抗氧剂264、5g抗氧剂1098加入到高混机中，转速调至1200转/分钟，搅拌6分钟；
4)在高混机中再加入200g红磷、100g磷酸三甲苯酯、200g甲苯基二苯基磷酸酯、200g二硫化钼、200g硅酮粉，调整转速1200转/分钟，搅拌9分钟至完全混合均匀；
5)将混合好的料放入到干燥箱中，在95℃温度下干燥2.5小时；
6)将干燥好的混合料输送至双螺杆挤出机中，加入450g聚酯纤维、300g碳纤维，并调整加料速度，使填充材料与干燥的混合料混合均匀；其中，挤出机的工作温度为：第一区305℃，第二区310℃，第三区320℃，第四区315℃，第五区310℃，第六区305℃，第七区300℃，第八区300℃，第九区295℃，机头温度320℃，主机转速450转/分钟，料筒真空度-0.06MPa，机头压力18MPa；
7)混合料挤出后经水冷切粒，将所得粒料在100℃温度下干燥3小时，即得到尼龙/氟塑料复合材料。
实施例三：
本实施例中制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法包括以下步骤：
1)改性玻璃微珠和改性碳纳米管的制备方法同实施例一中的步骤1)～5)；
2)将1500g改性玻璃微珠和500g改性碳纳米管放入搅拌机中，调至转速为700转/分钟，搅拌6分钟，制得改性介质材料，收集备用；
3)将5000g粘度为0.27～0.32dl/g的高温尼龙PPA、800g聚全氟烷氧基树脂、500g聚全氟乙丙烯、200g聚氟乙烯、2000g步骤2)制备的改性介质材料、7g乙二撑双硬脂酸酰胺、7g石蜡、5g丙烯蜡、10g抗氧剂264、10g抗氧剂1098加入到高混机中，转速调至1200转/分钟，搅拌6分钟；
4)在高混机中再加入400g三聚氰胺氰尿酸盐、100g聚磷酸铵、100g磷酸三苯酯、200g二硫化钼、100g石墨、200g硅酮粉，调整转速1200转/分钟，搅拌10分钟至完全混合均匀；
5)将混合好的料放入到干燥箱中，在95℃温度下干燥2.5小时；
6)将干燥好的混合料输送至双螺杆挤出机中，加入2000g玻璃纤维，并调整加料速度，使填充材料与干燥的混合料混合均匀；其中，挤出机的工作温度为：第一区310℃，第二区315℃，第三区325℃，第四区320℃，第五区315℃，第六区310℃，第七区305℃，第八区305℃，第九区300℃，机头温度320℃，主机转速450转/分钟，料筒真空度-0.06MPa，机头压力20MPa；
7)混合料挤出后经水冷切粒，将所得粒料在100℃温度下干燥3小时，即得到尼龙/氟塑料复合材料。
实施例四：
1)改性玻璃微珠和改性碳纳米管的制备方法同实施例一中的步骤1)～5)；
2)将750g改性玻璃微珠和750g改性碳纳米管放入搅拌机中，调至转速为700转/分钟，搅拌6分钟，制得改性介质材料，收集备用；
3)将5000g粘度为0.27～0.32dl/g的高温尼龙PPA、800g聚全氟烷氧基树脂、500g聚全氟乙丙烯、200g聚氟乙烯、2000g步骤2)中制备的改性介质材料、10g乙二撑双硬脂酸酰胺、5g硬脂酸酰胺、5g硅氧烷、10g抗氧剂264、5g抗氧剂1098、5g抗氧剂626加入到高混机中，转速调至1200转/分钟，搅拌6分钟；
4)在高混机中再加入400g三聚氰胺氰尿酸盐、400g聚磷酸铵、200g二硫化钼、200g硅酮粉，调整转速1200转/分钟，搅拌10分钟至完全混合均匀；
5)将混合好的料放入到干燥箱中，在95℃温度下干燥2.5小时；
6)将干燥好的混合料输送至双螺杆挤出机中，加入2200g玻璃纤维，并调整加料速度，使填充材料与干燥的混合料混合均匀，挤出机温度为第一区325℃，第二区335℃，第三区355℃，第四区340℃，第五区335℃，第六区330℃，第七区325℃，第八区325℃，第九区310℃，机头温度320℃，主机转速450转/分钟，料筒真空度-0.06MPa，机头压力24MPa；
7)混合料挤出后经水冷切粒，将所得粒料在100℃温度下干燥3小时，即得到尼龙/氟塑料复合材料。
上述四个实施例中，表面改性剂也可以用硅烷偶联剂代替，所用到的直流等离子体化学气相沉积设备、搅拌机、高混机、干燥箱、双螺杆挤出机等设备均为本领域技术人员所习知的设备，其熟悉各设备的结构、工作原理及使用方法；权利要求中所公开的各组分的重量份数与实施例中所公开的具体重量的对应关系为：1份＝50g。
为了检验本发明尼龙/氟塑料复合材料的实际性能，还需要对上述四个实施例中制备的尼龙/氟塑料复合材料进行测试，四个实施例的测试方法分别如下：
实施例一：将尼龙/氟塑料复合材料加入到注塑机，调整注塑温度为第一段315℃、第二段305℃、第三段290℃，然后进行注塑试片测试。
实施例二：将尼龙/氟塑料复合材料加入到注塑机，调整注塑温度为第一段340℃、第二段330℃、第三段320℃，然后进行注塑试片测试。
实施例三：将尼龙/氟塑料复合材料加入到注塑机，调整注塑温度为第一段345℃、第二段335℃、第三段320℃，然后进行注塑试片测试。
实施例四：将尼龙/氟塑料复合材料加入到注塑机，调整注塑温度为第一段365℃、第二段355℃、第三段340℃，然后进行注塑试片测试。
测试结果如下表所示：
本发明的低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料，通过各种组分的合理配比，密度低至1.0～1.3g/cm3，阻燃级别达到UL94V-0级，摩擦系数低至0.05～0.15，体积电阻率104～105Ω·cm，经测试可在-70～250℃下长期使用，能够应用于航空航天、轨道交通、汽车、新能源等领域的阻燃、耐磨、耐高低温部件，如连接器、手柄、密封圈及密封条、传动杆、滑块等，以及化工、石油、矿山等领域阻燃、耐磨、耐低温、耐化学腐蚀的设备和材料，如管道密封接环、设备轴承套、联动轴、密封圈及密封条、传动滑块等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料，其特征在于，由以下重量份数的组分制成：高温尼龙50～100份，氟塑料30～50份，改性介质材料20～40份，耐磨介质材料3～10份，阻燃剂5～20份，润滑剂0.2～0.8份，抗氧剂0.2～0.8份，填充剂10～50份；所述高温尼龙为半芳香族尼龙，粘度为0.27～0.32dl/g；所述氟塑料为聚四氟乙烯、聚全氟烷氧基树脂、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯中的一种或几种；所述改性介质材料由改性玻璃微珠与改性碳纳米管按比例1：1～3：1复配而成；所述耐磨介质材料为二硫化钼、石墨、硅酮粉中的一种或几种；所述阻燃剂为红磷、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种；所述润滑剂为乙二撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、丙烯蜡、硅氧烷中的一种或几种；所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1098、抗氧剂626中的一种或几种；所述填充剂为玻璃纤维、聚酯纤维、碳纤维中的一种或几种；所述改性介质材料的制备包括以下步骤：
1)碳纳米管的制备
a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将所述催化剂前驱混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；
b、将所述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台之间设有锡丝；
c、关闭真空室抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；
d、在保持氩气流量的条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min，在Ni/MgO催化剂表面即可得到碳纳米管，收集备用；
2)碳纳米管的改性
将表面改性剂加入无离子水中，配制成浓度为30～40mg/ml的溶液，然后将步骤1)中制备的碳纳米管加入所述溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性碳纳米管备用；
3)玻璃微珠的改性
将表面改性剂加入质量分数为70％的乙醇溶液中，搅拌配制成浓度为10～20mg/ml的混合溶液，然后将直径为20μm的玻璃微珠加入所述混合溶液中，室温下搅拌5～10h，并通入低频高压脉冲电流，使玻璃微珠被表面改性剂包覆，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性玻璃微珠备用；
4)改性介质材料的制备
将改性碳纳米管和改性玻璃微珠按比例1：1～3：1加入到搅拌机中，中速搅拌2～4min，收集备用。
2.一种制备权利要求1所述的低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将高温尼龙、氟塑料、改性介质材料、润滑剂、抗氧剂加入到高混机中，高速搅拌3～7min；
2)将阻燃剂、耐磨介质材料加入到高混机中，高速搅拌8～10min，制得混合料；
3)将所述混合料放入到干燥箱中，在90～100℃的温度下干燥2～3h；
4)将干燥好的混合料输送至双螺杆挤出机中，加入填充剂进行造粒；
5)经过造粒后的混合料挤出后经水冷切粒，制得粒料，将所述粒料在100℃的温度下干燥3h，制得尼龙/氟塑料复合材料。
3.根据权利要求2所述的制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法，其特征在于，所述改性介质材料的制备包括以下步骤：
1)碳纳米管的制备
a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将所述催化剂前驱混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；
b、将所述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台之间设有锡丝；
c、关闭真空室抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；
d、在保持氩气流量的条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min，在Ni/MgO催化剂表面即可得到碳纳米管，收集备用；
2)碳纳米管的改性
将表面改性剂加入无离子水中，配制成浓度为30～40mg/ml的溶液，然后将步骤1)中制备的碳纳米管加入所述溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性碳纳米管备用；
3)玻璃微珠的改性
将表面改性剂加入质量分数为70％的乙醇溶液中，搅拌配制成浓度为10～20mg/ml的混合溶液，然后将直径为20μm的玻璃微珠加入所述混合溶液中，室温下搅拌5～10h，并通入低频高压脉冲电流，使玻璃微珠被表面改性剂包覆，然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制得改性玻璃微珠备用；
4)改性介质材料的制备
将改性碳纳米管和改性玻璃微珠按比例1：1～3：1加入到搅拌机中，中速搅拌2～4min，收集备用。
4.根据权利要求2所述的制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的工作温度为：第一区300～330℃，第二区305～335℃，第三区315～360℃，第四区310～350℃，第五区305～335℃，第六区300～330℃，第七区295～325℃，第八区295～325℃，第九区290～320℃，机头温度315～325℃，主机转速450～550rpm，料筒真空度-0.06MPa，机头压力16～25MPa。
5.根据权利要求3所述的制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法，其特征在于，所述催化剂为镍和镁的硝酸盐，所述基材为铜或硅。
6.根据权利要求3所述的制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法，其特征在于，所述碳氢化合物为天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔。
7.根据权利要求3所述的制备低密度阻燃耐磨尼龙/氟塑料复合材料的方法，其特征在于，所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
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