CN111040441B - 一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于尼龙工程塑料领域，特别是涉及一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料及制备方法。通过采用了逐级分散的方法：首先将石墨烯粉分散于酚醛液，在液相中利于石墨烯粉的分散，然后再凝固；进一步通过双阶螺杆挤出，在第一阶较低温度下分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与电木粉热熔分散，并在第二阶温度依次升高，热熔的A料均匀分散在尼龙66体系，并随温度升高，160℃电木粉逐步硬化，变为不熔的固体分散在尼龙66体系中，从而增加尼龙66合金的硬度。同时，本发明辅助使用聚苯硫醚分散于尼龙66，也有利于降低尼龙66的摩擦系数，提高耐磨性；辅助使用无机纳米填充料不但能够阻水，而且有利于促进尼龙66的硬度和耐磨性。

Description

一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料及制备方法
技术领域
本发明属于尼龙工程塑料领域，特别是涉及一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料及制备方法。
背景技术
尼龙66(PA66)是一种聚酰胺类高分子，在1938年由杜邦公司开发成功，由己二酸与己二胺缩聚而成高分子，PA66具有较高的结晶度，分子链间可形成氢键，分子作用力强，因此PA66有良好的拉伸强度、硬度和耐有机溶剂的特点，在工业中有着广泛的使用。尼龙66(PA66)目前已广泛用于汽车、电器、通用机械等产品的结构部件中，其具有很好的强度和抗冲击性能，在工程塑料中属于应用较大的一类。近年来，随着汽车工业、轨道交通的快速发展，轻量化要求越来越高，尼龙以其良好的轻量化和高强度有望取代部分金属。尼龙66材料分子链中重复出现的酰胺基团间可发生氢键结合，并规整排列形成结晶，从而具有良好的机械性能和耐油耐溶剂性、自润滑性。
随着汽车轻量化的趋势和能源节约及清洁利用的需求，尼龙材料在其中起到了越来越重要的角色。尼龙66(PA66)是尼龙材料的一种，具有较好的力学性能和自润滑性能，可作为机械耐磨部件，尤其是在无油润滑轴承、工业配件领域。与传统的金属轴承相比，尼龙自润滑轴承具有耐磨性能好的优点，而且不需要外加润滑油或润滑脂。但是纯PA66强度和摩擦磨损性能往往很难满足实际使用工况的要求，需要对其进行改性。
目前对PA66的耐磨改性主要集中在玻璃纤维改性、无机矿物改性；也有通过石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼等提高尼龙66的润滑性能以提升耐磨性。但现有技术在提升耐磨性和硬度方面还存在问题。特别是尼龙66在替代金属材料时要求硬度进一步提升。
电木粉为性能稳定、坚硬耐磨、耐热、耐燃、耐大多数化学试剂的物质，其固化后具有良好的硬度。如果将电木粉均匀分散于尼龙66，对提升硬度具有巨大的潜力。然而限于电木粉为热固性材料，如何有效地分散于尼龙成为关键。
发明内容
针对目前尼龙66在替代金属材料时硬度较差、耐磨性不足的问题，本发明提出一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料，通过将电木粉与石墨烯微粉均匀分散于尼龙66组成合金材料，大幅提升尼龙66的硬度和耐磨性。进一步提供一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法。
为实现上述技术目的，本发明通过如下具体的技术方案实现。
一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其技术特征是：具体制备方法如下：
(1)将分散剂和去离子水加入反应釜中低速搅拌分散均匀，然后加入石墨烯粉继续低速搅拌分散均匀，进一步加入苯酚、甲醛溶液、氨水，将反应釜温度升至70-80℃，提高搅拌速度高速搅拌60-80min，得到分散石墨烯微粉的预聚酚醛液；
(2)将步骤(1)得到的分散石墨烯微粉的预聚酚醛液高压喷雾落入凝固室凝固，然后过滤、洗涤、烘干得到分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒；
(3)将步骤(2)得到的分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与电木粉在高速混合机中分散为A料；将二硫化钼、尼龙66、相容剂、聚苯硫醚、无机纳米填充料、抗氧化剂、润滑剂在高速混合机中分散为B料；
(4)在双阶螺杆挤出机第一阶以90-100℃热塑化混炼分散A料，在第二阶A料趁热与B料混炼，挤出拉条、风冷、切粒，得到一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料。
优选的，步骤(1)所述分散剂为十二烷基磺酸钠。
优选的，步骤(1)所述石墨烯粉为单层石墨烯、多层石墨烯、石墨烯微片的混合物，对石墨烯粉的质量不做特定限定，可以为目前已公开的通过氧化还原法、机械力直接剥离法得到的石墨烯粉。
优选的，步骤(1)所述低速搅拌控制在40-60rpm，搅拌转速不宜过快，过快的搅拌速度容易导致分散体系破坏石墨烯粉团聚。所述高速搅拌速度为300-500rpm。
优选的，步骤(1)所述各原料的重量份为：分散剂3-5重量份、去离子水150-200重量份、石墨烯粉10-15重量份、苯酚50-60重量份、甲醛溶液60-100重量份、氨水5-8重量份。
优选的，步骤(2)所述高压喷雾采用压力6-10MPa,流速50-80m/s的速度使分散石墨烯微粉的预聚酚醛液雾化微细为细微粒并在凝固室凝固。(ST-D600型雾化机)
优选的，步骤(2)所述凝固室为高硼酸和硫酸的稀释液，凝固液中高硼酸浓度为4wt％，硫酸浓度为1wt％。优选的，步骤(2)所述烘干温度控制在50-60℃，温度过高会导致分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒软化。
优选的，步骤(3)所述分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与电木粉以质量比1:2-3分散为A料；二硫化钼、尼龙66、相容剂、聚苯硫醚、无机纳米填充料、抗氧化剂、润滑剂以质量比5-8：60-70:1-2:1-3:3-5：0.3-0.5:1-2在高速混合机中分散为B料。
进一步优选的，步骤(3)所述电木粉为市售产品，由酚醛树脂、木粉、硬化剂及固化剂组成的商品化电木粉，本发明对电木粉不做特定限定，实验中采用牌号为T375HF的电木粉。
进一步优选的，步骤(3)所述尼龙66选用神马PA66-EPR27作为基础原料。本发明将神马PA66-EPR27作为基础原料具有较宽的代表性，但不仅仅限于该牌号的尼龙66。
进一步优选的，步骤(3)所述相容剂选用马来酸酐接枝POE。
进一步优选的，步骤(3)所述无机纳米填充料选用纳米级的云母粉、玻璃粉、滑石粉中的至少一种；无机纳米填充料不但能够阻水，而且有利于促进尼龙66的硬度和耐磨性。
进一步优选的，步骤(3)所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂2246中的至少一种。
进一步优选的，步骤(3)所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中至少一种。
进一步优选的，步骤(3)所述聚苯硫醚分散于尼龙66，有利于降低尼龙66的摩擦系数，提高耐磨性。
优选的，步骤(4)所述成A料与B料的加入质量比为1：5-7。
优选的，步骤(4)在双阶式螺杆挤出机的第一阶在90-100℃充分塑化A料，具有良好的流动性，使石墨烯均匀分散在电木粉；在第二阶加入B料逐步温度升高，第二阶温度依次为150℃、160℃、200℃、250℃、280℃，A料均匀分散在尼龙66体系，在160℃以上电木粉逐步硬化，变为不熔的固体分散在尼龙66体系中，从而增加尼龙66合金的硬度。
本发明还提供由上述方法制备得到的一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料。为了提升尼龙66的硬度和耐磨性,使其易于替换金属用于汽车、轨道交通、工业领域等，本发明将石墨烯粉、电木粉分散于尼龙66体系，一方面，石墨烯粉优异的滑动性可以有效降低尼龙66的摩擦系数，提升材料耐磨性；另一方面，电木粉均匀分散于尼龙66体系并固化，利于增加尼龙66的硬度。不同于直接将石墨烯粉、电木粉分散于尼龙66，本发明为了使石墨烯粉、电木粉更为均匀的分散于尼龙66，采用了逐级分散的方法：首先将石墨烯粉分散于酚醛液，在液相中利于石墨烯粉的分散，然后再凝固；进一步通过双阶螺杆挤出，在第一阶较低温度下分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与电木粉热熔分散，并在第二阶温度依次升高，热熔的A料均匀分散在尼龙66体系，并随温度升高，160℃电木粉逐步硬化，变为不熔的固体分散在尼龙66体系中，从而增加尼龙66合金的硬度。同时，本发明辅助使用聚苯硫醚分散于尼龙66，也有利于降低尼龙66的摩擦系数，提高耐磨性；辅助使用无机纳米填充料不但能够阻水，而且有利于促进尼龙66的硬度和耐磨性。
本发明通过将石墨烯粉、电木粉均匀分散于尼龙66体系中，使尼龙合金的耐磨性有明显提升，主要是均匀分散的石墨烯粉在制品摩擦时均匀附着在摩擦面的表面，形成具有保护和滑动的膜层，使制品的耐磨性得到提升。电木粉热固化后坚硬耐磨利于促进尼龙制品的硬度。
一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料及制备方法，与现有技术相比显著的优势在于：
(1)本发明采用逐级分散的方法，首先将石墨烯粉分散于酚醛液，在液相中利于石墨烯粉的分散，然后再凝固；进一步通过双阶螺杆挤出，在第一阶较低温度下分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与电木粉热熔分散，并在第二阶温度依次升高，热熔的A料均匀分散在尼龙66体系，并随温度升高，160℃电木粉逐步硬化，变为不熔的固体分散在尼龙66体系中，从而增加尼龙66合金的硬度。
(2)本发明辅助使用聚苯硫醚分散于尼龙66，也有利于降低尼龙66的摩擦系数，提高耐磨性.
(3)本发明辅助使用无机纳米填充料不但能够阻水，而且有利于促进尼龙66的硬度和耐磨性。
(4)本发明制备工艺简单，成本低廉，适合大规模生产。
综上所述，本发明具有上述诸多的优点及实用价值，并在现有技术产品中未见有相关公开发表的技术，较现有的技术具有显著的进步，从而较为适于实用，并具有广泛的规模化推广生产价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将以示意图的方式表示本发明的技术思路。
图1是实施例与对比例耐磨性测试磨耗量对比图。
图2为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
实施例1
(1)将3重量份分散剂十二烷基磺酸钠和150重量份去离子水加入反应釜中在40rpm低速搅拌分散15min，然后加入10重量份石墨烯粉(SGNP-M01030型，由南京科孚纳米技术有限公司提供，平均厚度<10nm)维持40rpm低速搅拌分散5min，进一步加入50重量份苯酚、700重量份甲醛溶液(质量浓度37％)、5重量份氨水，将反应釜温度升至70℃，提高搅拌速度，在300rpm高速搅拌60min，得到分散石墨烯微粉的预聚酚醛液；
(2)将步骤(1)得到的分散石墨烯微粉的预聚酚醛液送入ST-D600型雾化机，采用压力6MPa,流速50m/s的速度使分散石墨烯微粉的预聚酚醛液雾化微细为细微粒并在凝固室凝固；凝固液中高硼酸浓度为4wt％，硫酸浓度为1wt％；然后过滤、洗涤、在60℃烘干得到分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒；
(3)将步骤(2)得到的分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与牌号为T375HF的电木粉以质量比1:3在高速混合机中分散为A料；将二硫化钼、PA66-EPR27、马来酸酐接枝POE、聚苯硫醚、纳米级的云母粉、抗氧剂1010、润滑剂硬脂酸锌、以质量比5：60:2:1:3：0.3:1在高速混合机中分散为B料；
(4)在双阶螺杆挤出机第一阶以90℃热塑化混炼分散A料，在第二阶A料趁热与B料以质量比1：5混炼，第二阶温度沿物料进入的方向逐步升高，5个加热段依次为150℃、160℃、200℃、250℃、280℃，挤出后拉条、风冷、切粒，得到一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料。
实施例2
(1)将5重量份分散剂十二烷基磺酸钠和200重量份去离子水加入反应釜中在60rpm低速搅拌分散15min，然后加入15重量份石墨烯粉(SGNP-M01030型石墨烯粉由南京科孚纳米技术有限公司提供，平均厚度<10nm)维持60rpm低速搅拌分散5min，进一步加入50重量份苯酚、80重量份甲醛溶液(质量浓度37％)、8重量份氨水，将反应釜温度升至80℃，提高搅拌速度，在500rpm高速搅拌80min，得到分散石墨烯微粉的预聚酚醛液；
(2)将步骤(1)得到的分散石墨烯微粉的预聚酚醛液送入ST-D600型雾化机，采用压力8MPa,流速80m/s的速度使分散石墨烯微粉的预聚酚醛液雾化微细为细微粒并在凝固室凝固；凝固液中高硼酸浓度为4wt％，硫酸浓度为1wt％；然后过滤、洗涤、在60℃烘干得到分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒；
(3)将步骤(2)得到的分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与牌号为T375HF的电木粉以质量比1:3在高速混合机中分散为A料；将二硫化钼、PA66-EPR27、马来酸酐接枝POE、聚苯硫醚、纳米级的玻璃粉、抗氧剂1010、润滑剂硬脂酸锌以质量比8：70:1:2:3：0.5:2在高速混合机中分散为B料；
(4)在双阶螺杆挤出机第一阶以100℃热塑化混炼分散A料，在第二阶A料趁热与B料以质量比1：6混炼，第二阶温度沿物料进入的方向逐步升高，5个加热段依次为150℃、160℃、200℃、250℃、280℃，挤出后拉条、风冷、切粒，得到一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料。
实施例3
(1)将5重量份分散剂十二烷基磺酸钠和200重量份去离子水加入反应釜中在60rpm低速搅拌分散15min，然后加入12重量份石墨烯粉(SGNP-M01030型石墨烯粉由南京科孚纳米技术有限公司提供，平均厚度<10nm)维持60rpm低速搅拌分散5min，进一步加入50重量份苯酚、80重量份甲醛溶液(质量浓度37％)、8重量份氨水，将反应釜温度升至80℃，提高搅拌速度，在500rpm高速搅拌80min，得到分散石墨烯微粉的预聚酚醛液；
(2)将步骤(1)得到的分散石墨烯微粉的预聚酚醛液送入ST-D600型雾化机，采用压力8MPa,流速80m/s的速度使分散石墨烯微粉的预聚酚醛液雾化微细为细微粒并在凝固室凝固；凝固液中高硼酸浓度为4wt％，硫酸浓度为1wt％；然后过滤、洗涤、在60℃烘干得到分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒；
(3)将步骤(2)得到的分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与牌号为T375HF的电木粉以质量比1:3在高速混合机中分散为A料；将二硫化钼、PA66-EPR27、马来酸酐接枝POE、聚苯硫醚、纳米级的玻璃粉、抗氧剂1010、润滑剂硬脂酸锌以质量比8：70:1:2:3：0.5:2在高速混合机中分散为B料；
(4)在双阶螺杆挤出机第一阶以100℃热塑化混炼分散A料，在第二阶A料趁热与B料以质量比1：7混炼，第二阶温度沿物料进入的方向逐步升高，5个加热段依次为150℃、160℃、200℃、250℃、280℃，挤出后拉条、风冷、切粒，得到一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料。
对比例1
对比例1没有将石墨烯粉预先在酚醛液中分散，而是直接将石墨烯粉与电木粉分散为A料。其余用料配方和工艺均与实施例1采用一致的方案。
由于没有将石墨烯粉分散于酚醛液，会影响石墨烯粉的分散，导致石墨烯粉在尼龙66体系中分散性变差，影响耐磨性提升的效果。
对比例2
(1)将3重量份分散剂十二烷基磺酸钠和150重量份去离子水加入反应釜中在40rpm低速搅拌分散15min，然后加入10重量份石墨烯粉(SGNP-M01030型，由南京科孚纳米技术有限公司提供，平均厚度<10nm)维持40rpm低速搅拌分散5min，进一步加入50重量份苯酚、700重量份甲醛溶液(质量浓度37％)、5重量份氨水，将反应釜温度升至70℃，提高搅拌速度，在300rpm高速搅拌60min，得到分散石墨烯微粉的预聚酚醛液；
(2)将步骤(1)得到的分散石墨烯微粉的预聚酚醛液送入ST-D600型雾化机，采用压力6MPa,流速50m/s的速度使分散石墨烯微粉的预聚酚醛液雾化微细为细微粒并在凝固室凝固；凝固液中高硼酸浓度为4wt％，硫酸浓度为1wt％；然后过滤、洗涤、在60℃烘干得到分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒；
(3)将步骤(2)得到的分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与牌号为T375HF的电木粉以质量比1:3在高速混合机中分散为A料；将二硫化钼、PA66-EPR27、马来酸酐接枝POE、聚苯硫醚、纳米级的云母粉、抗氧剂1010、润滑剂硬脂酸锌、以质量比5：60:2:1:3：0.3:1在高速混合机中分散为B料；
(4)将A料与B料以质量比1：5混合后直接螺杆挤出，沿物料进入的方向逐步升高，5个加热段依次为150℃、160℃、200℃、250℃、280℃，挤出后拉条、风冷、切粒，得到一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料。
对比例2没有采用双阶螺杆机进行低温预热熔分散，不但影响石墨烯的分散，而且电木粉在高温时分散和固化同时进行，难以有效分散在尼龙66体系，影响合金的增硬效果。
对比例3
(1)将3重量份分散剂十二烷基磺酸钠和150重量份去离子水加入反应釜中在40rpm低速搅拌分散15min，然后加入10重量份石墨烯粉(SGNP-M01030型，由南京科孚纳米技术有限公司提供，平均厚度<10nm)维持40rpm低速搅拌分散5min，进一步加入50重量份苯酚、700重量份甲醛溶液(质量浓度37％)、5重量份氨水，将反应釜温度升至70℃，提高搅拌速度，在300rpm高速搅拌60min，得到分散石墨烯微粉的预聚酚醛液；
(2)将步骤(1)得到的分散石墨烯微粉的预聚酚醛液送入ST-D600型雾化机，采用压力6MPa,流速50m/s的速度使分散石墨烯微粉的预聚酚醛液雾化微细为细微粒并在凝固室凝固；凝固液中高硼酸浓度为4wt％，硫酸浓度为1wt％；然后过滤、洗涤、在60℃烘干得到分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒；
(3)将步骤(2)得到的分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与牌号为T375HF的电木粉以质量比1:3在高速混合机中分散为A料；将二硫化钼、PA66-EPR27、马来酸酐接枝POE、聚苯硫醚、纳米级的云母粉、抗氧剂1010、润滑剂硬脂酸锌、以质量比5：60:2:1:3：0.3:1在高速混合机中分散为B料；
(4)在双阶螺杆挤出机第一阶以90℃热塑化混炼分散A料，在第二阶A料趁热与B料以质量比1：10混炼，第二阶温度沿物料进入的方向逐步升高，5个加热段依次为150℃、160℃、200℃、250℃、280℃，挤出后拉条、风冷、切粒，得到一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料。
对比例3减少了A料的添加量，使得到的合金硬度和耐磨性都受影响。
性能测试：
1、耐磨性测试：参考ASTM D3884标准测试，将实施例1-3、对比例1-2得到的尼龙66合金材料注塑为100mm×100mm，厚度为8mm的板材，然后在研磨旋转试验台上(60±2)r/min的转速摩擦板材表面，其中砂轮为CS-10，负荷为1000g，测试摩擦5000转的磨耗量，进行定性的耐磨性对比。如图1所示。
2、洛氏硬度测试：将实施例1-3、对比例1-3得到的粒料放置在80℃的真空烘箱中烘干8h，然后在270℃注塑制样，样品尺寸为60mm×60mm×8mm。采用XHR-150型塑料洛氏硬度计测试硬度，采用洛氏标尺为HRM；测试结果如表1所示。
表1：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
洛氏硬度(HRM) 117 120 116 118 97 96

Claims (8)

1.一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其技术特征是：具体制备方法如下：
(1)将分散剂和去离子水加入反应釜中低速搅拌分散均匀，然后加入石墨烯粉继续低速搅拌分散均匀，进一步加入苯酚、甲醛溶液、氨水，将反应釜温度升至70-80℃，提高搅拌速度高速搅拌60-80min，得到分散石墨烯微粉的预聚酚醛液；其中，各原料的重量份为：分散剂3-5重量份、去离子水150-200重量份、石墨烯粉10-15重量份、苯酚50-60重量份、甲醛溶液60-100重量份、氨水5-8重量份；
(2)将步骤(1)得到的分散石墨烯微粉的预聚酚醛液高压喷雾落入凝固室凝固，然后过滤、洗涤、烘干得到分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒；
(3)将步骤(2)得到的分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与电木粉在高速混合机中分散为A料；将二硫化钼、尼龙66、相容剂、聚苯硫醚、无机纳米填充料、抗氧化剂、润滑剂在高速混合机中分散为B料；其中，分散石墨烯粉的酚醛树脂微粒与电木粉以质量比1:2-3分散为A料；二硫化钼、尼龙66、相容剂、聚苯硫醚、无机纳米填充料、抗氧化剂、润滑剂以质量比5-8：60-70:1-2:1-3:3-5：0.3-0.5:1-2在高速混合机中分散为B料；
(4)在双阶螺杆挤出机第一阶以90-100℃热塑化混炼分散A料，在第二阶A料趁热与B料混炼，挤出拉条、风冷、切粒，得到一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料；A料与B料的加入质量比为1：5-7。
2.根据权利要求1所述一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其特征是：步骤(1)所述分散剂为十二烷基磺酸钠。
3.根据权利要求1所述一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其特征是：步骤(1)所述低速搅拌控制在40-60rpm；所述高速搅拌速度为300-500rpm。
4.根据权利要求1所述一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其特征是：步骤(2)所述高压喷雾采用压力6-10MPa,流速50-80m/s。
5.根据权利要求1所述一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其特征是：步骤(2)所述凝固液中高硼酸浓度为4wt％，硫酸浓度为1wt％。
6.根据权利要求1所述一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其特征是：步骤(3)所述相容剂选用马来酸酐接枝POE；所述无机纳米填充料选用纳米级的云母粉、玻璃粉、滑石粉中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂2246中的至少一种；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中至少一种。
7.根据权利要求1所述一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料的制备方法，其特征是：步骤(4)所述双阶式螺杆挤出机的第一阶在90-100℃充分塑化A料；在第二阶加入B料逐步温度升高，第二阶温度依次为150℃、160℃、200℃、250℃、280℃。
8.一种高硬度耐磨性尼龙66合金材料，其特征是由权利要求1-7任一项所述的方法制备得到。
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CN105199309A (zh) * 2015-09-25 2015-12-30 国网山东省电力公司临沂供电公司 一种高性能绝缘胶木
CN105385100A (zh) * 2015-12-23 2016-03-09 江南大学 一种石墨烯改性酚醛模塑料及其制备方法
CN106633827A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 宁波墨西科技有限公司 一种石墨烯尼龙复合材料及其制备方法
CN108003501A (zh) * 2017-12-15 2018-05-08 韩丽娟 一种耐磨性改性酚醛树脂的电缆绝缘材料
CN108822533A (zh) * 2018-01-30 2018-11-16 浙江铧淳塑料有限公司 一种具有自润滑性和耐磨性尼龙树脂的制备方法
CN110372947A (zh) * 2019-09-05 2019-10-25 安徽省聚科石墨烯科技股份公司 一种耐刮擦石墨烯塑料母料及其制备方法

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