CN112048148A - 一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚甲醛改性技术领域，公开了一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，各组分按重量份数计，包括聚甲醛70份～100份，弹性体/无机填料复合物5份～25份，加工助剂0份～20份；所述弹性体/无机填料复合物以弹性体为壳材，以无机填料为芯材制得。公开了其制备方法，包括如下步骤，按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理；偶联剂进行稀释处理；将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入S2中的偶联剂进行第二次搅拌，再加入弹性体进行第三次搅拌；将所有组分加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。本发明的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料能够达到提升聚甲醛材料的润滑、增韧以及耐磨的特性。
Description
技术领域
本发明属于聚甲醛改性技术领域，具体地说，涉及一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料。
背景技术
聚甲醛，又名缩醛树脂、聚氧亚甲基，是一种线性聚合物，该聚合物的主链是—CH2O—，从分子角度来看，内部分子链结构完整，分子链轮廓光滑、结晶度高、表面硬度大，非结晶部分处在球晶的外层，玻璃化温度达到-40℃，质地较为柔软。同时聚甲醛拥有优异的力学性能，弹性模量、刚度、硬度都很高。另外，聚甲醛能够在比较广的温度、适度范围内表现出较好的自润滑特性，绝缘性、耐溶解性、可加工性都比较突出。经过摩擦，会使得其中的大分子部分沿摩擦方向而逐渐强化，增强其键能与内聚度，因此，使得POM拥有极佳的自润滑性与耐磨损性。
虽然聚甲醛自润滑性能良好，但在高温、高速、高负荷的环境中，摩擦因数在短时间内迅速增加，磨耗量成倍增大。此外，聚甲醛缺口冲击强度差，也限制了聚甲醛在电子、机械等领域的应用。
多数情况下可通过改性来解决，传统的改性方式往往是通过简单添加聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、超高分子量聚乙烯等耐磨组分，来一定程度上改善工程塑料的耐磨性能，但这种方式存在粒子在聚甲醛中分布不均的现象，耐磨性能低及会使得复合材料性能下降等问题。
针对上述技术问题的技术方案可在专利文献1中找到，现对专利文献1进行详述。
<专利文献>
专利文献1：公开号为CN105237942B
专利文献1公开了一种增韧聚甲醛复合材料及其制备方法，该复合材料中包括聚甲醛、无机纳米粒子、增韧弹性体以及相容剂和复合稳定剂，其制备方法是直接将上述各组分直接混炼处理，得到成品。然而，由于无机纳米粒子容易团聚，与聚甲醛的相容性差，使得复合材料的耐磨性差，强度低。
发明内容
因此，本发明的第一个目的在于，提供一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，用于解决当前存在的无机粒子加入聚甲醛中存在的容易团聚，界面交合度差，耐磨性差的问题，采用本申请的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料能够达到提升聚甲醛材料的润滑、增韧以及耐磨的特性。
具体地，一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，各组分按重量份数计，包括聚甲醛70份～100份，弹性体/无机填料复合物5份～25份，加工助剂0份～20份；所述弹性体/无机填料复合物以弹性体为壳材，以无机填料为芯材制得。
本发明的弹性体/无机填料复合物以弹性体为壳材，以无机填料为芯材，制得的软壳硬核胶囊结构，此胶囊结构具备无机填料高模量、高硬度、高稳定性的特点，同时由于添加有弹性体，其摩擦系数低，润滑性佳。弹性体与聚甲醛的相容性佳，通过弹性体包覆无机填料，能够避免无机填料单独与聚甲醛共混时，出现的无机填料团聚，无机填料与聚甲醛之间的界面交合度差的问题。通过弹性体包覆无机填料，能够避免出现单独添加弹性体出现的强度和刚性下降的问题。因此，在聚甲醛中加入弹性体/无机填料复合物，能够同时对聚甲醛起着润滑、增韧以及耐磨的特性，且由于弹性体和无机填料的耐候性佳，使得制得的聚甲醛复合材料具有梯度耐磨的优点，可实现在宽温度范围内提供高耐磨特性，同时可响应高频摩擦磨损场景应用。
本发明的第二个目的在于，提供一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料的制备方法。
具体地，一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理；
S2偶联剂加入溶剂进行稀释处理；
S3将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入S2中的偶联剂进行第二次搅拌，再加入弹性体进行第三次搅拌，得到弹性体/无机填料复合物；
S4将聚甲醛、弹性体/无机填料复合物以及加工助剂加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。
本发明的有益效果表现在：
本申请采用弹性体/无机填料复合物以弹性体为壳材，以无机填料为芯材，制得的软壳硬核胶囊结构，此胶囊结构具备无机填料高模量、高硬度、高稳定性的特点，同时由于添加有弹性体，其摩擦系数低，润滑性佳。可实现在宽温度范围内提供高耐磨特性，同时可响应高频摩擦磨损场景应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一，本发明提供了一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，各组分按重量份数计，包括聚甲醛70份～100份，弹性体/无机填料复合物5份～25份，加工助剂0份～20份；所述弹性体/无机填料复合物以弹性体为壳材，以无机填料为芯材制得。
本发明中，芯材与壳材的质量比为2～4:1。
本发明中，所述弹性体为硅橡胶、TPU、EPDM、EVA、SEBS或其组合物。弹性体可对聚甲醛起着增韧效果，且由于弹性体自身有着一定的润滑度，能够提升聚甲醛复合材料的润滑性。
本发明中，硅橡胶为超高分子量硅橡胶，分子量在80万～200万，分子量在此范围内的超高分子量硅橡胶为超支化结构，能够与侧链无基团的聚甲醛分子相互缠结，增加其相融度和连接强度，利用其高润滑性及耐高低温性，使聚甲醛复合材料性能得到改善。
本发明中，所述无机填料为CaCO3、SiO2、滑石粉、SiC或空心玻璃珠。无机填料能够提升聚甲醛的强度、刚性以及热稳定性，且价格低廉，来源广泛。无机填料加入到聚甲醛材料中，不仅可以起着增韧作用，同时还可以提升其抗冲性。
本发明中，还包括5份～30份二硫化钼，二硫化钼为无机润滑剂，具有层状构造，层与层之间可发生相对位移，可在摩擦副表面形成转移膜，减小与聚甲醛的摩擦阻力，从而提升材料的耐磨性。
本发明中，还包括无机-有机柱撑蒙脱石10份～20份，所述无机-有机柱撑蒙脱石以多核金属阳离子为无机柱化剂，以有机长链烷基季铵盐为有机改性剂；所述无机-有机柱撑蒙脱石先进行无机柱撑处理，再进行有机改性处理。蒙脱石能够提升聚合材料的耐候性、热稳定性和强度，将蒙脱石加入到聚甲醛中，由于蒙脱石为层间结构，但由于存在有机-无机界面的影响，使得聚甲醛分子链伸入蒙脱石的量少，通过将蒙脱石进行改性形成的无机-有机柱撑蒙脱石，不仅可以提升蒙脱石层间距，还可以增强与有机高分子之间的连接强度。先进行有机改性后进行无机柱撑处理，有利于保持层间距，使得保持较大的层间距。
本发明中，所述多核金属阳离子为羟基铝或羟基铁铝；所述有机长链烷基季铵盐为有十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基铵。
本发明中，无机-有机柱撑蒙脱石的制备方法为，(1)将无机柱化剂与蒙脱石按0.8～1.8mmol:1g的比例加入，其中蒙脱石制备成蒙脱石悬浮液，将无机柱化剂与蒙脱石悬浮液混合后与70℃～90℃下搅拌0.5h～1h，并置于超声下处理20min～40min，超声处理后再置于微波场下处理10min～30min。蒙脱石悬浮液的浓度为50g/L～100g/L。微波场的参数设置采用现有行业中的常规参数即可。(2)微波场处理后，加入有机改性剂，有机改性剂与蒙脱石的质量比为0.5～2.0mmol:1g，均匀混合后与50℃～100℃下反应120min～200min，离心洗涤后，于60℃～80℃下干燥24h～36h，得到无机-有机柱撑蒙脱石。
本发明中，所述聚甲醛选择熔融指数为15～30g/10min的共聚甲醛。聚甲醛的熔融指数越高，则流动性越大，成型加工方便，但往往抗冲击特性、抗化学介质特性差；熔融指数越小，流动性越小，但其断裂强度、硬度、韧性、耐老化稳定性等性能都有所提高。考虑到无机粒子的加入量，选择熔融指数为15～30g/10min的聚甲醛。
本发明中，所述加工助剂包括偶联剂0份～9份，相容剂0份～10份，抗氧剂0份～2份。偶联剂用于提升弹性体与无机填料之间的连接强度。相容剂用于进一步加强聚甲醛与弹性体之间的相容性，使得物料各组分之间的相容性佳，分散度好。抗氧剂用于提升复合材料的抗氧化特性，增加耐候特性。
本发明中，所述偶联剂选用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷或其组合物；所述相容剂选用氧化乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物或其组合物；所述抗氧剂选用抗氧剂101、抗氧剂1076、抗氧剂30N或其组合物。
第二，本发明提供了一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理，烘干条件为80℃下烘干12h。
S2偶联剂加入溶剂进行稀释处理；溶剂为乙醇，偶联剂与乙醇的比例为3:100。
S3将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入S2中的偶联剂进行第二次搅拌，再加入弹性体进行第三次搅拌，得到弹性体/无机填料复合物；第一次搅拌的参数为，搅拌速度为350r/min～700r/min，搅拌时间为1min～3min，控制物料温度为100℃～150℃；第二搅拌的时间为1min，控制物料温度为180℃～200℃；第三次搅拌的参数为，搅拌速度为350r/min～700r/min，搅拌时间为1min～2min，搅拌过程中以10℃/min～80℃/min的速度降温。
S4将聚甲醛、弹性体/无机填料复合物以及加工助剂加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。双螺杆挤出机各段温度分别为170℃、175℃、175℃、160℃、150℃、130℃，挤出机主机速度为300r/min～600r/min，挤出造粒，烘干温度为80℃，烘干时间为10h。
在上述制备过程中，在高速气流搅拌机中，升高温度至100℃～150℃使偶联剂均匀分散在无机粒子表面，摩擦使组分温度快速上升，进而为为下一步的反应提高基础条件，待温度升高至180℃～220℃，再向其中加入弹性体，提高气流速度及搅拌速度，利用高温剪切及无机粒子碰撞使弹性体包覆无机粒子，在逐步降低上述在气流速度及搅拌速度，并以10℃～80℃/min，快速降温，最终形成“核-壳”结构，具有内层无机刚性粒子高模量、高硬度、高稳定性的特性，同时外层硅橡胶摩擦系数低，润滑性好。
<实施例>
实施例1
一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，各组分按重量份数计，包括聚甲醛100份，弹性体/无机填料复合物10份，偶联剂0.3份，相容剂0.3份，抗氧剂0.3份。弹性体/无机填料复合物以硅橡胶为壳材，以纳米CaCO3为芯材制得，芯材与壳材的质量比为3:10，聚甲醛选择熔融指数为15～30g/10min的共聚甲醛。偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，相容剂为氧化乙烯，氧化剂为抗氧剂101。
其制备方法为，包括如下步骤：
S1按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理，烘干条件为80℃下烘干12h。
S2偶联剂加入溶剂进行稀释处理；溶剂为乙醇，偶联剂与乙醇的比例为3:10。
S3将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入S2中的偶联剂进行第二次搅拌，再加入弹性体进行第三次搅拌，得到弹性体/无机填料复合物；第一次搅拌的参数为，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为2min，控制物料温度为120℃；第二搅拌的时间为1min，控制物料温度为200℃；第三次搅拌的参数为，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为1min，并以50℃/min，快速降温。
S4将聚甲醛、弹性体/无机填料复合物以及加工助剂加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。双螺杆挤出机各段温度分别为170℃、175℃、175℃、160℃、150℃、130℃，挤出机主机速度为500r/min，挤出造粒，烘干温度为80℃，烘干时间为10h。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，高耐磨自润滑聚甲醛复合材料的各组分重量份数不同，具体地，包括聚甲醛70份，弹性体/无机填料复合物20份，偶联剂5份，相容剂4份，抗氧剂2份。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，高耐磨自润滑聚甲醛复合材料的各组分重量份数不同，具体地，包括聚甲醛85份，弹性体/无机填料复合物5份，偶联剂7份，相容剂2份，抗氧剂1份。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，高耐磨自润滑聚甲醛复合材料的各组分重量份数不同，具体地，包括聚甲醛80份，弹性体/无机填料复合物25份，偶联剂8份，相容剂8份，抗氧剂0.1份。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，还包括20份蒙脱石。蒙脱石在S4中加入。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，还包括15份的无机-有机柱撑蒙脱石，无机-有机柱撑蒙脱石的制备方法为，将无机柱化剂与蒙脱石按1.2mmol:1g的比例加入，其中蒙脱石制备成蒙脱石悬浮液，将无机柱化剂与蒙脱石悬浮液混合后与80℃下搅拌1h，并置于超声下处理20min，超声处理后再置于微波场下处理25min。蒙脱石悬浮液的浓度为70g/L。(2)微波场处理后，加入有机改性剂，有机改性剂与蒙脱石的质量比为1.5mmol:1g，均匀混合后与70℃下反应180min，离心洗涤后，于70℃下干燥30h，得到无机-有机柱撑蒙脱石。无机柱化剂选用羟基铝，有机改性剂选用十六烷基三甲基溴化铵。无机-有机柱撑蒙脱石在S4中加入。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于，还包括10份的二硫化钼，除此之外，还可以选择份数为5份，15份，25份，30份。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于，还包括15份的无机-有机柱撑蒙脱石，无机-有机柱撑蒙脱石的制备方法为，将无机柱化剂与蒙脱石按1.2mmol:1g的比例加入，其中蒙脱石制备成蒙脱石悬浮液，将无机柱化剂与蒙脱石悬浮液混合后与80℃下搅拌1h，并置于超声下处理20min，超声处理后再置于微波场下处理25min。蒙脱石悬浮液的浓度为70g/L。(2)微波场处理后，加入有机改性剂，有机改性剂与蒙脱石的质量比为1.5mmol:1g，均匀混合后与70℃下反应180min，离心洗涤后，于70℃下干燥30h，得到无机-有机柱撑蒙脱石。无机-有机柱撑蒙脱石在S4中加入。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于，还包括10份的无机-有机柱撑蒙脱石，无机-有机柱撑蒙脱石的制备方法为，将无机柱化剂与蒙脱石按0.8mmol:1g的比例加入，其中蒙脱石制备成蒙脱石悬浮液，将无机柱化剂与蒙脱石悬浮液混合后与70℃下搅拌0.5h，并置于超声下处理40min，超声处理后再置于微波场下处理10min。蒙脱石悬浮液的浓度为100g/L。(2)微波场处理后，加入有机改性剂，有机改性剂与蒙脱石的质量比为0.5mmol:1g，均匀混合后与50℃下反应120min，离心洗涤后，于60℃下干燥24h，得到无机-有机柱撑蒙脱石。无机-有机柱撑蒙脱石在S4中加入。
实施例10
本实施例与实施例1的区别在于，还包括20份的无机-有机柱撑蒙脱石，无机-有机柱撑蒙脱石的制备方法为，将无机柱化剂与蒙脱石按1.8mmol:1g的比例加入，其中蒙脱石制备成蒙脱石悬浮液，将无机柱化剂与蒙脱石悬浮液混合后与90℃下搅拌1h，并置于超声下处理20min，超声处理后再置于微波场下处理30min。蒙脱石悬浮液的浓度为50g/L。(2)微波场处理后，加入有机改性剂，有机改性剂与蒙脱石的质量比为2.0mmol:1g，均匀混合后与100℃下反应200min，离心洗涤后，于80℃下干燥36h，得到无机-有机柱撑蒙脱石。无机-有机柱撑蒙脱石在S4中加入。
实施例11
本实施例与实施例1的区别在于，其制备方法不同。
具体地，其制备方法为，包括如下步骤：
S1按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理，烘干条件为80℃下烘干12h。
S2偶联剂加入溶剂进行稀释处理；溶剂为乙醇，偶联剂与乙醇的比例为3:10。
S3将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入S2中的偶联剂进行第二次搅拌，再加入弹性体进行第三次搅拌，得到弹性体/无机填料复合物；第一次搅拌的参数为，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为1min，控制物料温度为150℃；第二搅拌的时间为1min，控制物料温度为180℃；第三次搅拌的参数为，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为2min，并以30℃/min，快速降温。
S4将聚甲醛、弹性体/无机填料复合物以及加工助剂加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。双螺杆挤出机各段温度分别为170℃、175℃、175℃、160℃、150℃、130℃，挤出机主机速度为600r/min，挤出造粒，烘干温度为80℃，烘干时间为10h。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于，其制备方法不同。
具体地，其制备方法为，包括如下步骤：
S1按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理，烘干条件为80℃下烘干12h。
S2偶联剂加入溶剂进行稀释处理；溶剂为乙醇，偶联剂与乙醇的比例为3:10。
S3将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入S2中的偶联剂进行第二次搅拌，再加入弹性体进行第三次搅拌，得到弹性体/无机填料复合物；第一次搅拌的参数为，搅拌速度为700r/min，搅拌时间为3min，控制物料温度为100℃；第二搅拌的时间为1min，控制物料温度为200℃；第三次搅拌的参数为，搅拌速度为700r/min，搅拌时间为1min，并以60℃/min，快速降温。
S4将聚甲醛、弹性体/无机填料复合物以及加工助剂加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。双螺杆挤出机各段温度分别为170℃、175℃、175℃、160℃、150℃、130℃，挤出机主机速度为300r/min，挤出造粒，烘干温度为80℃，烘干时间为10h。
实施例13
本实施例与实施例1的区别在于，偶联剂选用γ-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基硅烷，或者γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，或者乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷或其组合物中任意两种、三种的组合物。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于，相容剂选用乙烯丙烯酸共聚物，或者丙烯酸酯共聚物，或者乙烯醋酸乙烯共聚物，或者氧化乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物中的任意两种、三种、四种组合物。
实施例15
本实施例与实施例1的区别在于，抗氧剂选用抗氧剂1076，或者抗氧剂30N，或者抗氧剂101、抗氧剂1076、抗氧剂30N任意两种或三种组合物。
实施例16
本实施例与实施例6的区别在于，无机柱化剂选用羟基铁铝，有机改性剂选用十八烷基三甲基铵。
实施例17
本实施例与实施例1的区别在于，弹性体选用TPU，或者EPDM，或者EVA，或者SEBS，或者硅橡胶、TPU、EPDM、EVA、SEBS的至少一种组合物。
实施例18
本实施例与实施例1的区别在于，无机填料选用SiO2，或者滑石粉，或者SiC，或者空心玻璃珠，或者CaCO3、SiO2、滑石粉、SiC、空心玻璃珠的至少一种组合物。
实施例19
一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，各组分按重量份数计，包括聚甲醛100份，弹性体/无机填料复合物10份，弹性体/无机填料复合物以硅橡胶为壳材，以纳米CaCO3为芯材制得，芯材与壳材的质量比为3:10，聚甲醛选择熔融指数为15～30g/10min的共聚甲醛。
其制备方法为，包括如下步骤：
S1按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理，烘干条件为80℃下烘干12h。
S2将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入弹性体进行第二次搅拌，得到弹性体/无机填料复合物；第一次搅拌的参数为，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为2min，控制物料温度为120℃；第二次搅拌的参数为，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为1min，并以50℃/min，快速降温。
S4将聚甲醛、弹性体/无机填料复合物以及加工助剂加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。双螺杆挤出机各段温度分别为170℃、175℃、175℃、160℃、150℃、130℃，挤出机主机速度为500r/min，挤出造粒，烘干温度为80℃，烘干时间为10h。
<对比例>
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，聚甲醛100份，硅橡胶2.5份，纳米CaCO37.5份，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.3份，氧化乙烯0.3份，抗氧剂1010.3份。制备方法与实施例1的制备方法相同。
<试验例>
试验样品：实施例1至6，以及对比例1。
试验方法：对试验样品分别进行拉伸屈服强度及断裂伸长率、摩擦系数以及磨损量的测定。
其中，拉伸屈服强度及断裂伸长率测试参照GB/T 1040.1-2018塑料拉伸性能的测定；摩擦系数测试标准参照GB 10006-88塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法；磨损量测试标准参照GB 3960-83塑料滑动摩擦磨损试验方法。
试验结果如表1所示。
表1样品的综合力学性能测试结果
由表1的实验结果可知，实施例组的样品各项性能指标均优于对比例组。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，各组分按重量份数计，包括聚甲醛70份～100份，弹性体/无机填料复合物5份～25份，加工助剂0份～20份；所述弹性体/无机填料复合物以弹性体为壳材，以无机填料为芯材制得。
2.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，所述弹性体为硅橡胶、TPU、EPDM、EVA、SEBS或其组合物。
3.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，所述无机填料为CaCO3、SiO2、滑石粉、SiC或空心玻璃珠。
4.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，还包括5份～30份二硫化钼。
5.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，还包括无机-有机柱撑蒙脱石10份～20份，所述无机-有机柱撑蒙脱石以多核金属阳离子为无机柱化剂，以有机长链烷基季铵盐为有机改性剂；所述无机-有机柱撑蒙脱石先进行无机柱撑处理，再进行有机改性处理。
6.根据权利要求5所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，所述多核金属阳离子为羟基铝或羟基铁铝；所述有机长链烷基季铵盐为有十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基铵。
7.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，所述聚甲醛选择熔融指数为15～30g/10min的共聚甲醛。
8.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，各组分按重量份数计，所述加工助剂包括偶联剂0份～9份，相容剂0份～10份，抗氧剂0份～2份。
9.根据权利要求8所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料，其特征在于，所述偶联剂选用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷或其组合物；所述相容剂选用氧化乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物或其组合物；所述抗氧剂选用抗氧剂101、抗氧剂1076、抗氧剂30N或其组合物。
10.一种如权利要求1至9中任意一项所述的高耐磨自润滑聚甲醛复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1按比例称取各组分，并将无机填料、聚甲醛和弹性体烘干处理；
S2偶联剂加入溶剂进行稀释处理；
S3将无机纳米粒子加入高速搅拌机中进行第一次搅拌，再加入S2中的偶联剂进行第二次搅拌，再加入弹性体进行第三次搅拌，得到弹性体/无机填料复合物；
S4将聚甲醛、弹性体/无机填料复合物以及加工助剂加入至双螺杆挤出机中，经挤出、造粒、烘干得到成品。
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