CN109251517A - 一种改性聚酰胺耐磨损材料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性聚酰胺耐磨损材料及制作方法，由以下组分制备得到：PA6 99.3～96.4%，改性润滑油0.7～3.5%，碱式亚硫酸铅0.02～2.2%，抗氧剂1010 0.01～0.5%，抗氧剂CA 0.02～0.3%，NDZ‑101 0.03～0.2%，KH570 0.02～0.5%；先将PA6熔融后，再将改性润滑油和NDZ‑101、KH570、抗氧剂1010和CA按比例加入釜中，搅拌保温；通入高压气体，使釜中的料挤压、冷却；切料，制成粒料。该材料可制为机械设备用滑块，成本较低、耐磨损、摩擦系数小、自润滑性能好、力学性能好，制作的滑块使用寿命比PA6或铸铁制作的滑块提高5至30倍。

Description

一种改性聚酰胺耐磨损材料及其制作方法

技术领域

本发明属于耐磨损材料技术领域，具体涉及一种改性聚酰胺耐磨损材料及其制作方法。

背景技术

滑块是在导轨中往复运动的一个部件，在现有一些机械设备中一般常采用铸铁材料制作滑块部件，滑道的材料是铸钢，此类滑块在工作过程中，非常容易被磨损，需要经常更换，有些企业设备的使用滑块平均使用寿命大约为五天（120小时）。据了解企业为了降低滑块磨损，提高使用寿命，要求每班工人在上班和下班都要给滑块与导轨之间加入润滑油。虽然，零件使用寿命有所提高，但使机器设备很脏。由于此滑块受力较大，滑块运动速率较快，滑块大致五天就要更换，更换滑块要停机拆装，对生产有很大的影响。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种改性聚酰胺耐磨损材料，所述改性聚酰胺耐磨损材料，该材料由以下质量百分比组分制备得到：聚酰胺6 99.2~93.8%，改性润滑油 0.7~3.5%，碱式亚硫酸铅0.02～2.2%，抗氧剂1010 0.01～0.5%，抗氧剂CA 0.02～0.3%，钛酸酪偶联剂NDZ-101 0.03～0.2%，硅烷偶联剂KH570 0.02～0.5%。

其中，上述改性聚酰胺耐磨损材料中，所述改性润滑油所含成分及其各成分的重量百分比如下：氟碳稀土0.1～2.7%；异辛酸稀土0.3~1.7%；润滑油99.6～95.6%。

其中，上述改性聚酰胺耐磨损材料中，所述润滑油为20号航空润滑油或变压器油。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述改性聚酰胺耐磨损材料的制作方法，该方法包括以下步骤：

a）先将聚酰胺PA6树脂投入熔混釜中，通过电感线圈向釜内加热；

b）当釜内的PA6熔融后，再将高速搅拌均匀的改性润滑油（FHS1）和钛酸酪偶联剂NDZ-101、硅烷偶联剂KH570、抗氧剂1010按比例加入釜中，搅拌，同时按比例一起加入抗氧剂CA；

c）再从进气口通入高压二氧化碳气体，使釜中的料从出料孔挤压出，进入水槽冷却；

d）最后，由切粒机牵引切料，制成本改性聚酰胺耐磨损材料成品的粒料。

一种上述改性聚酰胺耐磨损材料的应用，可以将该材料使用模具注塑成型材；尤其是加工为机械设备用滑块，在注塑成型前，对本改性聚酰胺耐磨损材料成品的粒料热风循环干燥处理，干燥处理条件：温度90～110℃，料层厚度25mm，干燥时间8-12小时。

本发明配备的改性聚酰胺耐磨损材料是一种高寿命的特殊材料，可代替原滑块材料，材料和制造成本与原滑块材料比加工成本相当或更低。

本发明的有益效果是：原材料成本较低，滑块耐磨损、摩擦系数小、自润滑性能好，有较好的力学性能，可以注塑成型。采用本技术方案制作的滑块，其使用寿命可比PA6制作的滑块提高5倍，比铸铁材料制作的滑块提高30倍。

附图说明

图1 为本发明改性聚酰胺耐磨损材料加工设备结构示意图；

其中：1-进料口；2-搅拌器；3-进气口；4-封条；5-釜体；6-电感线圈；7-机架；8-出料口（3-4）；9-水槽；10-压力表；11-排气口；12-切粒机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所述的改性聚酰胺耐磨损材料---改性润滑油改聚酰胺6（FHS1—PA6），其所含成分及其各成分的重量百分比如下：

1.聚酰胺6（PA6粒料） 99.3～96.4% ；

2.改性润滑油（FHS1） 0.7～3.5% ；

3.碱式亚硫酸铅 0.02～2,2% ；

4.抗氧剂1010 0.01～0.5% ；

5.抗氧剂CA 0.02～0.3% ；

6.钛酸酪偶联剂NDZ-101 003～0.2% ；

7.硅烷偶联剂KH570 0.02～0.5% ；

其中，上述的改性润滑油所含成分及其各成分的重量百分比如下：氟碳稀土0.1～2.7%；异辛酸稀土 0.3～1.7%；润滑油 99.6～95.6%；所述的润滑油为20号航空润滑油或变压器油。

本发明改性聚酰胺耐磨损材料加工工艺如下：先将聚酰胺6（PA6）树脂投入图1所示的熔混釜中，通过电感线圈向釜内加热，当釜内的PA6熔融后，再将改性润滑油（FHS1）（润滑油和稀土（氟碳土类）高速搅拌均匀）和助剂（钛酸酪偶联剂NDZ-101、硅烷偶联剂KH570、抗氧剂1010和抗氧剂CA）加入釜中，搅拌保温大约15～30分钟；再从进气口通入高压二氧化碳气体，使釜中的料从出料孔挤压出，进入水槽冷却(水温为20～25℃)，最后，由切粒机牵引切料，制成改性聚酰胺耐磨损材料---改性润滑油改聚酰胺6（FHS1-PA6）粒料。由于该粒料易吸湿，因此，在注塑成型前，需要热风循环干燥处理。干燥处理条件：温度90～110℃，料层厚度25mm，干燥时间8-12小时。

上述的原材料中：聚酰胺6（PA6粒料）树脂是本发明的主要成分材料。改性润滑油（FHS1）润滑的效果要优于普通润滑油的效果，可大大减少磨损。碱式亚硫酸铅是稳定剂，其作用可改善聚合物的热稳定性。抗氧剂1010及抗氧剂CA可减缓树脂老化，本发明同时采用这两种抗氧剂能够起到更好的效果，有效的延长了产品的寿命。钛酸酪偶联剂NDZ-101及硅烷偶联剂KH570偶联剂的使用可增加树脂与润滑油的分子链的连接，两者的结合使用使得产品的强度大大增强。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

先将聚酰胺6（PA6）树脂9.5kg投入图1所示的熔混釜中，通过电感线圈向釜内加热，当釜内的PA6树脂熔融后，再将改性润滑油（FHS1）0.2kg（其中20号航空润滑油0.19kg和氟碳土类稀土0.01kg高速搅拌均匀）和助剂（钛酸酪偶联剂NDZ-101 0.01kg、硅烷偶联剂KH5700.03kg、抗氧剂1010 0.05kg）加入釜中，同时加入碱式亚硫酸铅、抗氧剂CA 0.02、0.3，搅拌保温20分钟；再从进气口通入高压二氧化碳气体，保持压力0.5～1MPa，使釜中的料从出料孔挤压出，进入水槽冷却，最后，由切粒机牵引切料，制成改性聚酰胺耐磨损材料---改性润滑油改聚酰胺6（FHS1-PA6）粒料。由于该粒料易吸湿，因此,在注塑成型前,需要热风循环干燥处理。干燥处理条件：温度90～110℃,料层厚度25mm，干燥时间8-12小时。再注塑为机械设备用滑块。

实施例2

同于实施例1的工艺方法，其中改性润滑油中采用变压器油。类同于实施例1的工艺方法，对配比材料的主要组分分别进行多组试验测试。由试验可看出：本发明选用聚酰胺工程塑料，并使用模具注塑成型，避免制品二次切削加工。且研制开发的改性聚酰胺耐磨损材料---改性润滑油改聚酰胺6（FHS1—PA6）成本较低、耐磨损、摩擦系数小、自润滑性能好，有较好的力学性能，可以注射成型。这种材料制作的滑块，其使用寿命可比PA6制作的滑块提高5倍，比铸铁材料制作的滑块提高30倍。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种改性聚酰胺耐磨损材料，其特征在于，该材料由以下质量百分比组分制备得到：聚酰胺6 99.2~93.8%，改性润滑油 0.7~3.5%，碱式亚硫酸铅0.02～2.2%，抗氧剂1010 0.01～0.5%，抗氧剂CA 0.02～0.3%，钛酸酪偶联剂NDZ-101 0.03～0.2%，硅烷偶联剂KH5700.02～0.5%。

2.根据权利要求1所述的改性聚酰胺耐磨损材料，其特征在于：所述改性润滑油所含成分及其各成分的重量百分比如下：氟碳稀土0.1～2.7%；异辛酸稀土0.3~1.7%；润滑油99.6～95.6%。

3.权利要求1或2所述改性聚酰胺耐磨损材料的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a）先将聚酰胺6树脂投入熔混釜中，通过电感线圈向釜内加热；

b）当釜内的聚酰胺6树脂熔融后，再将高速搅拌均匀的改性润滑油和钛酸酪偶联剂NDZ-101、硅烷偶联剂KH570、抗氧剂1010、抗氧剂CA按上述比例加入釜中，搅拌保温15～30分钟；

c）再从进气口通入高压二氧化碳气体，使釜中的料从出料孔挤压出，进入水槽冷却；

d）最后，由切粒机牵引切料，制成本改性聚酰胺耐磨损材料成品的粒料。