CN109181208A - 一种聚甲醛复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种聚甲醛复合材料及其制备方法，分别将纳米氧化铝、微米氧化铝与其质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝和微米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；将0.3～1质量份磺化石墨烯配制成磺化石墨烯水溶液；将3～10质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液滴加至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣干燥，获得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体；将80～93质量份聚甲醛、3～7质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、3.5～9质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，以及适量的助剂混合后干燥；在混料机中混料3～4小时；混料后经挤出、切粒、烘干后制得所述聚甲醛复合材料。

Description

一种聚甲醛复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其是涉及一种高导热耐磨聚甲醛复合材料；本发明还涉及一种聚甲醛复合材料的制备方法。
背景技术
聚甲醛( Polyformaldehyde ，简称POM) 是一种高密度，高结晶性的线性热塑性树脂。该物质分子链的柔顺性大，链的结构规整性高，结晶度高，结晶能力强，因而具有自润滑、耐化学腐蚀、耐摩擦、耐疲劳、高强度、以及易加工等优异性能。它是最早用作齿轮的工程塑料之一，被用来替代有色金属及合金而广泛应用于机械制造、汽车、电子电器工业和各种精密机械等行业中承担动力传动传导的零部件。然而由于POM结晶速率过快、晶粒粗大等特性，决定了POM导热性能较差，热稳定性低，其使用温度一般不超过120℃，限制了其只能在低载、低速和低负荷条件下应用。
近年来，随着机械工业向着高精度、高载荷、低成本方向发展，单一的POM已不能满足市场需求，因此对POM的改性成为国内外研究的热点，其主要手段有纤维改性POM、颗粒填充POM及与泡沫金属形成互穿结构等，具体如下。
（1）纤维填充改性POM
纤维增强的高分子材料具有易加工成型的突出优点，挤出、模压、注塑等常规加工方法均适用，因此越来越受到重视。漆籽壳纤维（LSSF）、碳纤维（CF）具有较高的导热性、柔韧性和模量，与POM的亲和性好，复合时一般不需做特殊表面处理即可起到较好的增强效果。铜纤维则由于其优良的导热性能，也被广泛应用于热传导领域。此类型纤维均具有较高的长径比，容易促进POM内部导热网路的生成，从而提高POM的导热性能。
然而，使用纤维对POM进行导热性能增强时会增大材料的各向异性，使得复合材料在晶体不同方向上的导热性能相差较大，同时纤维的脱落和拔出也会影响复合材料的性能。
（2）颗粒填充改性POM
通过添加各种纳米无机填料、金属粉和纳米碳材料可提高POM材料的导热性能、机械性能和耐磨性，降低摩擦系数。聚合物/无机填料复合材料经过几十年的发展，尤其是纳米技术产生以后，不但实现了降低成本的目的，而且无机填料的加入还能提高复合材料的耐热性、耐磨性及机械性能。常用的纳米无机填料有Al2O3、MgO、SiC、Si3N4、BN、SiO2等，由于具有尺寸效应、化学活性、与聚合物界面强相互作用等性能，已用于POM的导热改性。
金属粒子如Cu粉，因其自身优良的导热性能和简单的组成结构，也被应用于聚合物的导热改性领域。纳米碳材料如石墨烯（GS）、碳纳米管（CNTs）及纳米碳纤维（CNFs），因其具有大的比表面积以及自身优异的导热性能，是理想的导热填料。然而纳米碳材料由于极大的表面能极易团聚，限制了其在导热领域的进一步应用。
现有研究表明，纳米粒子与大分子高聚物之间相容性较差，难以保证纳米粒子在其中均匀分散，因而对材料导热性能的增强效果大打折扣。同时高含量的纳米粒子才能在聚合物内部形成导热网路，有效地提高复合材料导热性能，但纳米填料含量过高会影响材料本身的一些优异性能。
（3）多孔金属材料填充POM
以泡沫铝为代表的多孔金属材料是一种在金属基体中含有大量可控分布孔洞，集多种优良性能于一身的新型轻质多功能材料。将泡沫铝同POM充分结合，形成两相三维互穿结构，既可充分发挥泡沫铝的高导热性能，又可以保留POM优良的耐磨、抗疲劳及力学性能。
CN104650530A公开了一种导热性高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成：聚甲醛90-100、碳纤维10-30、活性氧化铝1-2、甘油三羟硬脂酸酯0.4-0.6、三聚氰胺2-4、抗氧化剂1010 0.3-0.5、铝合金粉5-8、硅烷偶联剂KH-550 0.3-0.6、氧化石墨烯2-4、纳米二氧化硅2-3；该发明添加的碳纤维预热处理后在聚甲醛中分散均匀，提高了材料的综合性能，添加的铝合金粉增加了聚甲醛的导热率，并且提高了机械性能，加工成型方便，不易开裂变形，成本低，具有显著导热性能和力学性能。
然而，由于泡沫铝价格昂贵，铝与POM的热膨胀系数相差4.4倍，注塑制品容易产生界面缺陷，限制了在实际生产中的进一步应用。
综上，现还需要研究性能更优、成本更低、制备工艺更简单的高导热耐磨POM复合材料，以使得该复合材料能够应用于高速及高载荷的使用环境。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种具有比现有改性POM更为优异的导热性、耐磨性和自润滑性，并且，成本较低的聚甲醛复合材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种聚甲醛复合材料，由聚甲醛、偶联剂、纳米氧化铝、微米氧化铝、磺化石墨烯、以及适量的助剂经以下步骤制得，
将纳米氧化铝与纳米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将微米氧化铝与微米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对微米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将0.3～1质量份磺化石墨烯分散在去离子水中配制成磺化石墨烯溶液；将3～10质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液滴加至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣干燥，获得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体；
将80～93质量份聚甲醛、3～7质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、3.5～9质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，以及适量的助剂混合后干燥；所述助剂至少包括固体润滑剂、抗氧剂和吸醛剂中的一种；混合干燥后的物料在混料机中混料3～4小时；混料后经挤出、切粒、烘干后制得所述聚甲醛复合材料。
作为优选技术方案，本发明提供的聚甲醛复合材料，所述磺化石墨烯为采用Hummers法，由石墨经氧化——剥离制得的氧化石墨烯，氧化石墨烯经硼氢化钠预还原后，进行磺酸化处理，再采用联氨进行二次还原后制得。
作为优选技术方案，本发明提供的聚甲醛复合材料，所述纳米氧化铝为粒径30～50nm的亲水改性纳米氧化铝；所述微米氧化铝的粒径为5～10μm。
作为优选技术方案，本发明提供的聚甲醛复合材料，所述助剂包括2质量份聚四氟乙烯固体润滑剂，0.2质量份抗氧剂1010或/和抗氧剂168，0.2～0.3质量份三聚氰胺吸醛剂。
作为优选技术方案，本发明提供的聚甲醛复合材料，所述偶联剂为KH-550或KH-570。
为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种聚甲醛复合材料制备方法，包括以下步骤：
将纳米氧化铝与纳米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将微米氧化铝与微米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对微米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将0.3～1质量份磺化石墨烯分散在去离子水中配制成磺化石墨烯溶液；将3～10质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液滴加至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣干燥，获得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体；
将80～93质量份聚甲醛、3～7质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、3.5～9质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，以及适量的助剂混合后干燥；所述助剂至少包括固体润滑剂、抗氧剂和吸醛剂中的一种；混合干燥后的物料在混料机中混料3～4小时；混料后经挤出、切粒、烘干后制得所述聚甲醛复合材料。
作为优选技术方案，本发明提供的聚甲醛复合材料制备方法，所述磺化石墨烯为采用Hummers法，由石墨经氧化——剥离制得的氧化石墨烯，氧化石墨烯经硼氢化钠预还原后，进行磺酸化处理，再采用联氨进行二次还原后制得。
作为优选技术方案，本发明提供的聚甲醛复合材料制备方法，所述纳米氧化铝为粒径30～50nm的亲水改性纳米氧化铝；所述微米氧化铝的粒径为5～10μm。
作为优选技术方案，本发明提供的聚甲醛复合材料制备方法，所述助剂包括2质量份聚四氟乙烯固体润滑剂，0.2质量份抗氧剂1010或/和抗氧剂168，0.2～0.3质量份三聚氰胺吸醛剂；所述偶联剂为KH-550或KH-570。
为了解决上述技术问题，本发明还提供一种聚甲醛复合材料应用，将前述任一项所述的聚甲醛复合材料应用于机械运动部件的制造，所述机械运动部件包括齿轮、滑块或轴套；将组份聚甲醛之外的物料占比为8wt%～11wt%的聚甲醛复合材料应用于制造齿轮；将组份聚甲醛之外的物料占比为12wt%～15wt%的聚甲醛复合材料应用于制造滑块；将组份聚甲醛之外的物料占比为16wt%～19wt%的聚甲醛复合材料应用于制造轴套。
在不冲突的情况下，上述优选方案可单独或组合实施。
本发明带来的有益效果：采用磺化石墨烯作为聚甲醛复合材料导热改性的材料之一，与石墨烯相比，磺化石墨烯分散性好，片层间距大，易作为填料进行成型加工；与氧化石墨烯相比，磺化石墨烯自身热稳定性能好，缺陷少，且高活性的磺酸基团能增加石墨烯与聚合物之间的界面相容性。磺化石墨烯的添加可以提高复合材料的导热系数，同时在摩擦磨损过程中会较容易形成转移膜，改善复合材料的自润滑性，降低磨损量，提高复合材料耐磨性。磺化石墨烯上含有亲水性的磺酸基团(-SO3H)，在水中分散性极好，分散性远远优于氧化石墨烯和石墨烯，因此，磺化石墨烯能与经偶联剂处理后的纳米氧化铝的混合更均匀，使得最终的材料均匀性更好。
采用磺化石墨烯/纳米氧化铝导热材料。在兼顾POM优良机械性能的前提下，既能发挥磺化石墨烯和纳米氧化铝高导热、高强度和微观小尺寸效应的优势，又能利用磺化石墨烯的包覆降低纳米氧化铝的表面能，提高纳米氧化铝与POM之间的界面相容性，从而提升聚甲醛复合材料的导热性能和摩擦学性能；同时纳米尺寸的微粒也会促进POM结晶成核，提高材料结晶度，提升聚甲醛复合材料的耐热性。
在POM中单独添加微米级氧化铝，复合材料中的微米氧化铝之间会有孔隙，导热通路较少，对POM导热性能影响较小；加入纳米氧化铝，纳米氧化铝可以填补微米氧化铝之间的空隙，也可以与微米氧化铝紧密接触，相当于POM树脂中的导热粒子增多，从而形成更多的有效导热通路，大幅度提高POM的导热性能。采用磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体，片层状的磺化石墨烯可以起到连接导热通路的作用，从而获得更好的改性效果。
本发明提供的聚甲醛复合材料性能优异，表现在热性能方面：导热系数达到0.24～0.26W/(m·K)，维卡软化点为160～163℃；在摩擦学性能方面，摩擦系数仅有0.18～0.20，磨损量减少到5.8～8 mg，材料性能优异。
本发明聚甲醛复合材料性能均衡，制备工艺易于实现，能降低生产成本。
具体实施方式
实施例1：
按以下步骤制备聚甲醛复合材料：
将纳米氧化铝与纳米氧化铝总质量3wt%的KH-550偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝表面进行处理，处理后在100℃下烘干；
将微米氧化铝与微米氧化铝总质量3wt%的KH-550偶联剂均匀拌合，对微米氧化铝表面进行处理，处理后在100℃下烘干；
将0.3质量份磺化石墨烯在去离子水中采用超声波分散设备分散，配制成0.01g/mL的磺化石墨烯水溶液；将3质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝采用超声波分散设备分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液慢滴加入至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣在90℃下烘6h，烘干后制得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体备用；
将93质量份聚甲醛、3质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、3.5质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，2质量份聚四氟乙烯固体润滑剂，0.2质量份抗氧剂168，0.3质量份三聚氰胺吸醛剂混合后，用干燥箱进行烘干，烘干温度为90℃，时间为3h；采用TM2型涡流式高效混料机混料3小时；采用双螺杆挤出共混切粒并在90℃温度下烘 4 h后制得聚甲醛复合材料。聚甲醛复合材料可用高温注塑机进行制品成型。
实施例2：
按以下步骤制备聚甲醛复合材料：
将纳米氧化铝与纳米氧化铝总质量2.5wt%的KH-570偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝表面进行处理，处理后在100℃下烘干；
将微米氧化铝与微米氧化铝总质量2.5wt%的KH-570偶联剂均匀拌合，对微米氧化铝表面进行处理，处理后在100℃下烘干；
将0.7质量份磺化石墨烯在去离子水中采用超声波分散设备分散，配制成0.01g/mL的磺化石墨烯水溶液；将8质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝采用超声波分散设备分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液慢滴加入至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣在90℃下烘6h，烘干后制得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体备用；
将86质量份聚甲醛、5质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、7质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，2质量份聚四氟乙烯固体润滑剂，0.2质量份抗氧剂1010，0.2质量份三聚氰胺吸醛剂混合后，用干燥箱进行烘干，烘干温度为90℃，时间为3h；采用TM2型涡流式高效混料机混料3～4小时；采用双螺杆挤出共混切粒并在90℃温度下烘 4 h后制得聚甲醛复合材料。聚甲醛复合材料可用高温注塑机进行制品成型。
实施例3：
按以下步骤制备聚甲醛复合材料：
将纳米氧化铝与纳米氧化铝总质量2wt%的KH-550偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝表面进行处理，处理后在100℃下烘干；
将微米氧化铝与微米氧化铝总质量2wt%的KH-550偶联剂均匀拌合，对微米氧化铝表面进行处理，处理后在100℃下烘干；
将1质量份磺化石墨烯在去离子水中采用超声波分散设备分散2h，配制成0.01g/mL的磺化石墨烯水溶液；将10质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝采用超声波分散设备分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液慢滴加入至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣在90℃下烘6h，烘干后制得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体备用；
将80质量份聚甲醛、7质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、9质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，1.8质量份聚四氟乙烯固体润滑剂，0.12质量份抗氧剂1010, 0.1质量份抗氧剂168，0.25质量份三聚氰胺吸醛剂混合后，用干燥箱进行烘干，烘干温度为90℃，时间为3h；采用TM2型涡流式高效混料机混料3～4小时；采用双螺杆挤出共混切粒并在90℃温度下烘 4 h后制得聚甲醛复合材料。聚甲醛复合材料可用高温注塑机进行制品成型。
比较例1
按照CN103613902A公开的《一种导热耐摩擦聚甲醛复合材料及其制备方法》实施例2的技术方案制备聚甲醛复合材料。
比较例2：
在实施例2的基础上，将磺化石墨烯替换为氧化石墨烯，制备聚甲醛复合材料。
比较例3：
在实施例2的基础上，将磺化石墨烯替换为石墨烯，制备聚甲醛复合材料。
实施例及比较例得到的聚甲醛复合材料的性能指标检测如下表：
性能参数 纯POM 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3
热变形温度（℃） 115 120 125 129 119 123 121
摩擦系数 0.32 0.18 0.21 0.20 0.25 0.24 0.25
磨损量（mg） 12.8 6.3 8.1 7.5 23.6 12.1 14.0
导热系数W/(m·K) 0.2014 0.2387 0.2531 0.2601 0.2325 0.2524 0.2430
维卡软化点（℃） 150 159 162 163 155 160 159
测试结果表明：实施例得到的产品聚甲醛复合材料中磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、经偶联剂处理过的微米氧化铝，聚四氟乙烯固体润滑剂，抗氧剂，三聚氰胺吸醛剂含量越高热变形温度、导热系数和维卡软化点越高，且优于比较例1得到的产品和纯POM材料。均具有较好的耐摩擦性能。使用磺化石墨烯制得的材料，在热变形温度、导热系数和维卡软化点性能指标上较使用石墨烯和氧化石墨烯制得的材料高，而在摩擦系数和磨损量方面低于对比实施例，磺化石墨烯具有更好的改性效果。
本发明制得的聚甲醛复合材料可作为机械耐磨零件的使用材料，如齿轮、滑块、轴套等，具体可用于制造滑动轴承、滚动轴承的内外圈、推力垫圈、滑动导轨垫块等。
根据获得的材料性能，优选将组份聚甲醛之外的物料占比为9wt%～11.9wt%的聚甲醛复合材料应用于制造齿轮；将组份聚甲醛之外的物料占比为12wt%～15wt%的聚甲醛复合材料应用于制造滑块；将组份聚甲醛之外的物料占比为16wt%～19wt%的聚甲醛复合材料应用于制造轴套。
本发明中，热变形温度按GB/T1634.2-2004 塑料负荷变形温度的测定第2部分规定的测试方法进行测试；摩擦系数和磨损量按GB/T 3960-2016 塑料滑动摩擦磨损试验方法进行测试；导热系数按GB/T11205-2009测定方法进行测试、维卡软化点按GB/T 1633-2000 热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定进行测试。
显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚甲醛复合材料，其特征在于，由聚甲醛、偶联剂、纳米氧化铝、微米氧化铝、磺化石墨烯、以及适量的助剂经以下步骤制得：
将纳米氧化铝与纳米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将微米氧化铝与微米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对微米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将0.3～1质量份磺化石墨烯分散在去离子水中配制成磺化石墨烯溶液；将3～10质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液滴加至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣干燥，获得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体；
将80～93质量份聚甲醛、3～7质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、3.5～9质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，以及适量的助剂混合后干燥；所述助剂至少包括固体润滑剂、抗氧剂和吸醛剂中的一种；混合干燥后的物料在混料机中混料3～4小时；混料后经挤出、切粒、烘干后制得所述聚甲醛复合材料。
2.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述磺化石墨烯为采用Hummers法，由石墨经氧化——剥离制得的氧化石墨烯，氧化石墨烯经硼氢化钠预还原后，进行磺酸化处理，再采用联氨进行二次还原后制得。
3.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述纳米氧化铝为粒径30～50nm的亲水改性纳米氧化铝；所述微米氧化铝的粒径为5～10μm。
4.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述助剂包括2质量份聚四氟乙烯固体润滑剂，0.2质量份抗氧剂1010或/和抗氧剂168，0.2～0.3质量份三聚氰胺吸醛剂。
5.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述偶联剂为KH-550或KH-570。
6.一种聚甲醛复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将纳米氧化铝与纳米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对纳米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将微米氧化铝与微米氧化铝总质量2wt%～3wt%的偶联剂均匀拌合，对微米氧化铝表面进行处理，处理后烘干；
将0.3～1质量份磺化石墨烯分散在去离子水中配制成磺化石墨烯溶液；将3～10质量份经偶联剂处理后的纳米氧化铝分散在去离子水中，在搅拌状态下将磺化石墨烯溶液滴加至纳米氧化铝分散液中，滴加完毕后停止搅拌，待液体分层后过滤，滤渣干燥，获得磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体；
将80～93质量份聚甲醛、3～7质量份磺化石墨烯/纳米氧化铝复合体、3.5～9质量份经偶联剂处理过的微米氧化铝，以及适量的助剂混合后干燥；所述助剂至少包括固体润滑剂、抗氧剂和吸醛剂中的一种；混合干燥后的物料在混料机中混料3～4小时；混料后经挤出、切粒、烘干后制得所述聚甲醛复合材料。
7.根据权利要求6所述的聚甲醛复合材料制备方法，其特征在于，所述磺化石墨烯为采用Hummers法，由石墨经氧化——剥离制得的氧化石墨烯，氧化石墨烯经硼氢化钠预还原后，进行磺酸化处理，再采用联氨进行二次还原后制得。
8.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料制备方法，其特征在于，所述纳米氧化铝为粒径30～50nm的亲水改性纳米氧化铝；所述微米氧化铝的粒径为5～10μm。
9.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料制备方法，其特征在于，所述助剂包括2质量份聚四氟乙烯固体润滑剂，0.2质量份抗氧剂1010或/和抗氧剂168，0.2～0.3质量份三聚氰胺吸醛剂；所述偶联剂为KH-550。
10.一种聚甲醛复合材料的应用，其特征在于，将权利要求1～5任一项所述的聚甲醛复合材料应用于机械运动部件的制造，所述机械运动部件包括齿轮、滑块或轴套；将组份聚甲醛之外的物料占比为9wt%～11.9wt%的聚甲醛复合材料应用于制造齿轮；将组份聚甲醛之外的物料占比为12wt%～15wt%的聚甲醛复合材料应用于制造滑块；将组份聚甲醛之外的物料占比为16wt%～19wt%的聚甲醛复合材料应用于制造轴套。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922716A (zh) * 2019-12-11 2020-03-27 长沙理工大学 一种聚醚醚酮复合材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104650530A (zh) * 2015-02-06 2015-05-27 合肥康龄养生科技有限公司 一种导热性高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法
US20150368439A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-24 Enerage Inc. Graphene Polymer Composite Material
CN107605948A (zh) * 2017-11-14 2018-01-19 长沙精达高分子材料有限公司 一种复合滑动轴承及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150368439A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-24 Enerage Inc. Graphene Polymer Composite Material
CN104650530A (zh) * 2015-02-06 2015-05-27 合肥康龄养生科技有限公司 一种导热性高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法
CN107605948A (zh) * 2017-11-14 2018-01-19 长沙精达高分子材料有限公司 一种复合滑动轴承及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922716A (zh) * 2019-12-11 2020-03-27 长沙理工大学 一种聚醚醚酮复合材料及其制备方法
CN110922716B (zh) * 2019-12-11 2022-07-01 长沙理工大学 一种聚醚醚酮复合材料及其制备方法

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Assignee: Guangzhou Yinyuan rubber plastic products Co.,Ltd.

Assignor: Changsha University of Science & Technology

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Denomination of invention: A polyoxymethylene composite and its preparation method

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License type: Common License

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