CN106432714A - 一种增韧耐磨mc尼龙/液体石蜡复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料及其制备方法，所述复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡0.1～10份，催化剂0.1～2份，活化剂0.1～2份。制备方法：将液体石蜡加入到熔融的己内酰胺中，然后在搅拌条件下抽真空脱水至无气泡产生，解除真空，加入催化剂，抽真空，110～140℃搅拌，通入保护气氛除去真空，加入活化剂，浇铸到模具中，保温，冷却后脱模，即得。本发明复合材料中的液体石蜡能在聚合体系中良好分散，和聚合物基体之间有良好的相容性，能明显起到增韧及耐磨的作用；且该液体石蜡价格不高，能在保证MC尼龙合成的情况下明显改善MC尼龙的摩擦性能和抗冲击性能。

Description

一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子合成及加工领域，特别涉及一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料及其制备方法。
背景技术
MC尼龙作为一种性价比极高的工程塑料，在各个领域都有其应用。然而MC尼龙制件在不添加润滑剂的情况下，仍然难以适用于高负载的工作条件。虽然添加二硫化钼和石墨等固体润滑剂可以改善纯MC尼龙的摩擦磨损性能，但有时效果仍然并不理想。在MC尼龙基体中加入适量的液体润滑剂经过加工制成均匀一体的减摩自润滑复合材料，既能保持纯MC尼龙的优良特性，其自润滑性能及耐磨性能也能得到改善。
液体石蜡(Liquid paraffin，LP)是一种有机合成原料，在药品和食品加工、日化纺织、橡胶及塑料加工、石油化工等领域。LP是经过超深度精制，脱除芳烃、氮和硫等杂质而得到的特殊矿油，其主要成分为C16～C20正构烷烃，属于润滑油馏分。LP主要来源于石油分馏后得到的正构烷烃，是一种无色无味粘度较大的液体。LP可以作为软化剂、脱模剂和内润滑剂添加到橡胶和塑胶当中，而且其性质稳定，不会和己内酰胺阴离子聚合体系中的活性中心发生反应，因此可以被用作工业生产改性MC尼龙的优良助剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料及其制备方法，该方法所制备的复合材料是经过一步一体成型得到，无需再进行表面处理。所制备的复合材料在保留了MC尼龙优良性能的同时，大幅提升了MC尼龙6的摩擦磨损性能和抗冲击性能。
本发明的一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，所述复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡0.1～10份，催化剂0.1～2份，活化剂0.1～2份。
所述复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡8份，催化剂0.254份，活化剂0.362份。
所述复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡6份，催化剂0.216份，活化剂0.398份。
所述催化剂为金属钠、金属钾、氢氧化钠、己内酰胺钠或乙醇钠。
所述活化剂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯。
本发明的一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料的制备方法，包括：
(1)将液体石蜡加入到熔融的己内酰胺中，然后在搅拌条件下抽真空脱水至无气泡产生，解除真空，得到混合体系；
(2)将催化剂加入到步骤(1)中的混合体系中，抽真空，110～140℃搅拌20～30分钟(边搅拌边脱水)，直至不再出现气泡，通入保护气氛(氮气)除去真空，加入活化剂，得到待聚体系；
(3)将步骤(2)中的待聚体系浇铸到事先预热至160-190℃的模具中，保温0.5h，冷却后脱模，得到增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料；其中，复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡0.1～10份，催化剂0.1～2份，活化剂0.1～2份。
所述步骤(1)中的液体石蜡为工业纯液体石蜡、化学纯液体石蜡、分析纯液体石蜡、色谱纯液体石蜡中的至少一种。
所述步骤(1)中熔融的己内酰胺的制备方法：己内酰胺加入到干燥的反应釜中，加热到110-140℃，使己内酰胺受热熔融，至完全熔融。
本发明的增韧耐磨MC尼龙复合材料中的液体石蜡能在聚合体系中良好分散，和聚合物基体之间有良好的相容性，能明显起到增韧及耐磨的作用；而且该液体石蜡价格不高，能在保证MC尼龙合成的情况下明显改善MC尼龙的摩擦性能和抗冲击性能。
有益效果
本发明材料中液体润滑剂液体石蜡可以在MC尼龙基体中以小液滴形式存在，在摩擦过程中可以被释放并形成连续润滑膜，降低材料摩擦系数从而减小磨损量；同时，液体石蜡存在于MC尼龙基体时形成细小空腔，可以有效吸收冲击能量，使得材料的抗冲击性能和韧性提升，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为实施例1所得到的MC尼龙液体石蜡复合材料淬断面SEM图(1k倍和2k倍放大)；
图2为实施例2所得到的MC尼龙液体石蜡复合材料淬断面SEM图(1k倍和2k倍放大)；
图3为对照例1所得到的纯MC尼龙的淬断面SEM图(1.5k倍和2k倍放大)。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例的增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，由以下组分组成，按重量计为：己内酰胺100份、液体石蜡8份、氢氧化钠0.254份、甲苯二异氰酸酯0.362份。
上述复合材料的阴离子原位制备方法包括以下步骤：
(1)己内酰胺加入到干燥的反应釜中，加热到110℃，使己内酰胺受热熔融，等其完全熔融之后，加入上述液体石蜡。
(2)将步骤(1)得到的混合体系在搅拌条件下抽真空脱水，直至不再出现气泡，然后解除真空；
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入氢氧化钠，抽真空，温度保持在145℃，边搅拌边脱水，持续30分钟，直至不再出现气泡，通氮气保护解除真空；加入甲苯二异氰酸酯，得到待聚体系；
(4)将步骤(3)得到的待聚体系浇铸到事先预热至185℃的模具中，保温0.5h后冷却至室温，脱模。
本实施例得到的增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料的性能如表1所示，MC尼龙/液体石蜡复合材料液氮冷冻淬断面SEM图如图1所示。
实施例2
本实施例的增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，由以下组分组成，按重量计为：己内酰胺100份、液体石蜡6份、氢氧化钠0.216份、二苯基甲烷二异氰酸酯0.398份。
上述复合材料的阴离子原位制备方法包括以下步骤：
(1)己内酰胺加入到干燥的反应釜中，加热到135℃，使己内酰胺受热熔融，等其完全熔融之后，加入上述液体石蜡。
(2)将步骤(1)得到的混合体系在搅拌条件下抽真空脱水，直至不再出现气泡，然后解除真空；
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入乙醇钠，抽真空，温度保持在135℃，边搅拌边脱水，持续25分钟，直至不再出现气泡，通氮气保护解除真空；加入二苯基甲烷二异氰酸酯，得到待聚体系；
(4)将步骤(3)得到的待聚体系浇铸到事先预热至175℃的模具中，保温0.5h后冷却至室温，脱模。
本实施例得到的增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料的性能如表1所示，MC尼龙/液体石蜡复合材料液氮冷冻淬断面SEM图如图2所示。
对照例1
(1)己内酰胺加入到干燥的反应釜中，加热到135℃，使己内酰胺受热熔融；
(2)将步骤(1)得到的混合体系在搅拌条件下抽真空脱水，直至不再出现气泡，然后解除真空；
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入氢氧化钠0.216份，抽真空，温度保持在135℃，边搅拌边脱水，持续30分钟，直至不再出现气泡，通氮气保护解除真空；加入甲苯二异氰酸酯，得到待聚体系；
(4)将步骤(3)得到的待聚体系浇铸到事先预热至180℃的模具中，保温0.5h后冷却至室温，脱模。
本对照例得到的纯MC尼的性能如表1所示，MC尼龙的液氮冷冻淬断面SEM图如图2所示。
表1实施例1、2和对照例1所制备的MC尼龙制品的性能测试如下表：

Claims (7)

1.一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，其特征在于，所述复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡0.1～10份，催化剂0.1～2份，活化剂0.1～2份。
2.根据权利要求1所述的一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，其特征在于，所述复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡8份，催化剂0.254份，活化剂0.362份。
3.根据权利要求1所述的一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，其特征在于，所述复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡6份，催化剂0.216份，活化剂0.398份。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，其特征在于，所述催化剂为金属钠、金属钾、氢氧化钠、己内酰胺钠或乙醇钠。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，其特征在于，所述活化剂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料，其特征在于，所述液体石蜡为工业纯液体石蜡、化学纯液体石蜡、分析纯液体石蜡、色谱纯液体石蜡中的至少一种。
7.一种增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料的制备方法，包括：
(1)将液体石蜡加入到熔融的己内酰胺中，然后在搅拌条件下抽真空脱水至无气泡产生，解除真空，得到混合体系；
(2)将催化剂加入到步骤(1)中的混合体系中，抽真空，110～140℃搅拌20～30分钟，通入保护气氛除去真空，加入活化剂，得到待聚体系；
(3)将步骤(2)中的待聚体系浇铸到160-190℃的模具中，保温0.5h，冷却后脱模，得到增韧耐磨MC尼龙/液体石蜡复合材料；其中，复合材料的组分按重量份包括：己内酰胺100份，液体石蜡0.1～10份，催化剂0.1～2份，活化剂0.1～2份。
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