CN107974082A - 一种轴承保持架专用聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料及其制备方法，其技术方案要点是：按照重量百分比计算，由下列组分组成：聚酰胺45～65％，增强剂25～45％，增韧相容剂3～7％，润滑剂1～5％，防老化剂1～1.2％，抗氧剂1～3％。本发明的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，解决聚酰进行增强改性后，耐油性不佳、表面光泽度差、长期使用后性能下降、成本高、摩擦系数高等问题。

Description

一种轴承保持架专用聚酰胺复合材料及其制备方法

【技术领域】

本发明属于高分子材料领域，具体地说是一种轴承保持架专用聚酰胺复合材料及其制备方法。

【背景技术】

轴承是保证机械设备运行的关键部件，它直接决定设备的可靠性、使用效率用寿命。保持架是轴承的重要零件之一，它的基本作用是等距离隔离滚动体并防止滚动体掉落，引导并带动滚动体转动。滚动轴承工作时，保持架将受到摩擦力、离心力等机械应力的作用，而且还要承受某些化学介质的侵蚀。因此，要求保持架的材料除具有一定的强度外，还必须耐高温耐磨性好、冲击韧性强、耐介质，且具有良好的加工性能。

传统的滚动轴承以金属冲压保持架为主，随着塑料材料技术的发展，塑料复合材料的性能得到很大的提高，塑料保持架以其独特的优势如质量轻、工作噪音小、耐磨损、无须润滑、可以成型复杂的形状大批量生产、成本低等优点已大量应用于生产。尼龙以其优异的综合性能，是目前应用的最广泛的保持架材料之一。

尼龙是由聚酰胺树脂构成的塑料，属于半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性、耐高温、可多次回收利用，在很广的环境条件下都有很好的稳定性，其被广泛应用于汽车、电子电器、工业机械等领域。当然聚酰胺也有其固有的缺点，比如缺口冲击低、收缩率大、易翘曲，尤其在外观件方面，聚酰胺材料高温下易发生黄变、吸水后变软、长期使用后性能下降等问题使其应用范围受到了一定的限制。为改进上述缺点，并更好的满足对使用性能的要求，可以通过纤维增强来实现。至今已有多种纤维用来增强尼龙材料，玻璃纤维增强尼龙材料由于价格便宜、强度较高而得到了广泛的研究并大量推广。

【发明内容】

本发明的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，解决聚酰进行增强改性后，耐油性不佳、表面光泽度差、长期使用后性能下降、成本高、摩擦系数高等问题。

本发明的另一目的是提供一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，按照重量百分比计算，由下列组分组成：

优选的，所述的聚酰胺是已二胺与已二酸缩聚合成，其特征粘度为2.4～3.0dl/g。使用粘度较高的聚酰胺作为原料，做骨架材料具有较好的强度。

优选的，所述的增韧相容剂为马来酸酐接枝弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种混合物。

优选的，所述的防老化剂为N,N'-二(β-萘基)对苯二胺、N,N'-二(2-萘基)对苯二胺、N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺、N,N'-二(2-萘基)对苯二胺类中的一种或几种混合物。

优选的，所述的增强剂为γ-胺基丙基三乙氧基硅烷处理的长切玻璃纤维、γ-缩水甘油醚基硅烷处理短切纤维、单斜晶系类硅酸镁化合物、钙质偏硅酸盐化合物中的一种或几种混合物。

优选的，所述的润滑剂为高分子量硅氧烷、硬脂酸钙、极性乙撑双脂肪酸酰、氧化聚乙烯蜡等中的一种或几种混合物。

优选的，所挤出的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇二亚磷酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、磷酸类无机盐、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺等中的一种或几种混合物。

一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将尼龙树脂、增韧剂、防老化剂、抗氧剂、润滑剂、增强剂混合均匀；将混合物料加入到双螺杆挤出机，在熔融撤出的同时将玻璃纤维下料口加入；所述的双螺杆挤出机的加工条件为：温度范围在255～290℃之间，挤出机的主机转速在300～400转/分钟，将挤出的物料经过冷却、风干、切粒制备得到轴承保持架专用的尼龙复合材料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，通过配合使用聚酰胺、防老化剂、增强剂、增韧相容剂、抗氧剂、润滑剂，同时合理优化上述各组分的用量比例，不仅保持了聚酰胺复合材料的高机械性能，而且还提升了材料的热稳定性、表面无浮纤、长期热稳定性、摩擦系数低并降低了吸水率；

本发明的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料的制备方法，工艺简单，成本较低，便于操作。

【具体实施方式】

结合具体实施例1～6对本发明的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料进一步说明：

本发明的各实施例采用发下原料：

实施例1：

按照重量百分比称取以下组分：

按照上述配比，将干燥的聚酰胺66树脂、增韧相容剂、硅酮粉、DNP、DTPD、抗氧剂在高速混合机中混合3～5分钟，而后加入到双螺杆挤出机中(螺杆直径35mm，长径比L/D＝40)，各螺筒温度在230～280℃之间熔融挤出，螺杆转速为350转/分钟，其中玻璃纤维在玻璃口加入，采用二级直空造粒得到成品PA(a)。

实施例2：

按照重量百分比称取以下组分：

按照上述配比，将干燥的聚酰胺66树脂、增韧相容剂、硅酮粉、防老剂、抗氧剂在高速混合机中混合3～5分钟，而后加入到双螺杆挤出机中(螺杆直径35MM，长径比L/D＝40)，各螺筒温度在230～280℃之间熔融挤出，螺杆转速为350转/分钟，其中玻璃纤维在玻璃口加入，采用二级直空造粒得到成品PA(b)。

实施例3：

按照重量百分比称取以下组分：

按照上述配比，将干燥的聚酰胺66树脂、聚酰胺6树脂、增韧相容剂、硅酮粉、防老剂、抗氧剂在高速混合机中混合3～5分钟，而后加入到双螺杆挤出机中(螺杆直径35MM，长径比L/D＝40)，各螺筒温度在230～280℃之间熔融挤出，螺杆转速为350转/分钟，其中玻璃纤维在玻璃口加入，将物料混合挤出造粒即得聚酰胺复合材料产品PA(c)。

实施例4：

按照重量百分比称取以下组分：

按照上述配比，将干燥的聚酰胺66树脂、聚酰胺6树脂、增韧相容剂、硅酮粉、防老剂、抗氧剂在高速混合机中混合3～5分钟，而后加入到双螺杆挤出机中(螺杆直径35MM，长径比L/D＝40)，各螺筒温度在230～280℃之间熔融挤出，螺杆转速为350转/分钟，其中玻璃纤维在玻璃口加入，将物料混合挤出造粒即得聚酰胺复合材料产品PA(d)。

实施例5：

按照重量百分比称取以下组分：

按照上述配比，将干燥的聚酰胺66树脂、聚酰胺6树脂、增韧相容剂、硅酮粉、防老剂、抗氧剂在高速混合机中混合3～5分钟，而后加入到双螺杆挤出机中(螺杆直径35MM，长径比L/D＝40)，各螺筒温度在230～280℃之间熔融挤出，螺杆转速为350转/分钟，其中玻璃纤维在玻璃口加入，将物料混合挤出造粒即得聚酰胺复合材料产品PA(e)。

实施例6：

按照重量百分比称取以下组分：

按照上述配比，将干燥的聚酰胺66树脂、聚酰胺6树脂、增韧相容剂、硅酮粉、防老剂、抗氧剂在高速混合机中混合3～5分钟，而后加入到双螺杆挤出机中(螺杆直径35MM，长径比L/D＝40)，各螺筒温度在230～280℃之间熔融挤出，螺杆转速为350转/分钟，其中玻璃纤维在玻璃口加入，将物料混合挤出造粒即得聚酰胺复合材料产品PA(f)。

性能测试：按照如下的方法对实施例1-6制得的聚酰胺复合材料进行测试，结果如表1所示。

拉伸强度的测试方法按照GB 1040规定的方法，缺口冲击即常温抗冲击性能的测试方法按GB 1843规定的方法测试，弯曲强度及模量的测试方法GB 9341按照规定的方法，热变形温度的测试方法按照GB1634规定的方法。

表1：实施例1-6制得的材料性能如下表所示

从表1结果中可以看出，采用高粘度PA66复合材料，加入一定量的高粘度的PA6树脂，能提高材料机械强度并很大程度降低材料自身吸水率，同时材料的耐温随着玻纤添加量的变大而上升，当添加防老化剂后材料在耐油性上面有明显的效果。

本发明的一种轴承保持架专用聚酰胺复合材料，在制备过程中与常规尼龙复合材料一致，对设备无特殊要求，通过选用适宜的基体树脂及助剂来改善材料的机械强度、耐磨性、低吸水率等性能，玻纤在尼龙树脂中分布均匀且与树脂界面结合良好，适用于轴承保持架材料。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，在本发明的思路下，以上例中的技术特征之间也可以进行组合，可以任意顺序实现。因此，凡在本发明的思路和原则之内，所做的任何偶发、等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，其特征在于：按照重量百分比计算，由下列组分组成：

2.根据权利要求1所述的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的聚酰胺是已二胺与已二酸缩聚合成，其特征粘度为2.4～3.0dl/g。

3.根据权利要求1所述的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的增韧相容剂为马来酸酐接枝弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种混合物。

4.根据权利要求1所述的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的防老化剂为N,N'-二(β-萘基)对苯二胺、N,N'-二(2-萘基)对苯二胺、N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺、N,N'-二(2-萘基)对苯二胺类中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的增强剂为γ-胺基丙基三乙氧基硅烷处理的长切玻璃纤维、γ-缩水甘油醚基硅烷处理短切纤维、单斜晶系类硅酸镁化合物、钙质偏硅酸盐化合物中的一种或几种混合物。

6.根据权利要求1所述的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为高分子量硅氧烷、硬脂酸钙、极性乙撑双脂肪酸酰、氧化聚乙烯蜡等中的一种或几种混合物。

7.根据权利要求1所述的一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料，其特征在于：所挤出的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇二亚磷酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、磷酸类无机盐、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺等中的一种或几种混合物。

8.一种用于轴承保持架的聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将尼龙树脂、增韧剂、防老化剂、抗氧剂、润滑剂、增强剂混合均匀；将混合物料加入到双螺杆挤出机，在熔融撤出的同时将玻璃纤维下料口加入；所述的双螺杆挤出机的加工条件为：温度范围在255～290℃之间，挤出机的主机转速在300～400转/分钟，将挤出的物料经过冷却、风干、切粒制备得到轴承保持架专用的尼龙复合材料。