专利名称：一种耐磨复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子材料改性领域，尤其涉及一种耐磨复合材料及制备方法。
背景技术：
碳化硼，分子式为B4C，俗称人造金刚石，是一种有很高硬度的硼化物，硬度比工业金刚石低，但比碳化硅高，是继氮化硼、金刚石、富勒烯化合物和钻石整体纤管后的第五种已知最硬的物质。与酸、碱溶液不起反应，容易制造而且价格相对便宜。广泛应用于陶瓷等硬质材料的磨削、研磨、钻孔等。将其作为塑料的耐磨填料至今未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨复合材料，拓展了 B4C的应用领域。本发明的另一目的是提供上述复合材料的制备方法。为了实现以上目的，本发明的有效耐磨复合材料，由如下重量份数的组分制成塑料树脂100份、填料5 30份、偶联剂O. Γ2份、加工助剂O. Γ2份。上述塑料树脂为聚乙烯(PE )、聚丙烯(PP )、聚酰胺(PA )、聚酯、聚苯硫醚(PPS )、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)中的至少一种。上述聚酰胺为聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66 (PA66)、聚酰胺610 (PA610)、聚酰胺1010 (PA1010)中的至少一种。 上述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)中的至少一种。上述填料为碳化硼微粉(B4C)和聚四氟乙烯微粉(PTFE)的混合物，碳化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的质量比为1:广3 :1，且粒径均为1500目 5000目。上述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和稀土铝酸酯偶联剂中的至少一种；其中，硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550);钛酸酯偶联剂优选为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(NDZ-102);稀土铝酸酯偶联剂优选为铝酸三异丙酯(DL-411)。上述加工助剂为硅酮粉和N，N’ 一乙撑双硬脂酰胺(EBS)中的一种或两种混合物。本发明有效耐磨复合材料的制备方法为先将100份塑料树脂和O. Γ2份偶联剂经常温高速混合机混合，再将5 30份填料加入其中进行常温高速混合，最后将O. Γ2份加工助剂加入进行常温高速混合，整个混合过程中混合速度均为10(Γ300转/min，混合时间为2lmin，接着通过挤出机熔融、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机的各区温度保持在140 355°C之间，挤出螺杆长径比为30 40之间，挤出螺杆转速为150 350转/min。本发明的有益之处1.本发明拓展了 B4C的应用领域，在本发明之前，B4C的应用领域为陶瓷等硬质材料的磨削、研磨、钻孔等领域。2.本发明的耐磨填料B4C,是一种有很高硬度的硼化物，硬度比工业金刚石低，但比碳化硅高，用于塑料基中作为耐磨填料，能很好的发挥其硬度高的特性，使得塑料复合材料的耐磨性能提闻。3.本发明将其与传统的聚四氟乙烯粉复配使用，最终可制得耐磨性能优异的复合材料，其耐磨性能比B4C或聚四氟乙烯单独使用的效果更佳。4.本发明的耐磨复合材料，主要应用在汽车、电子电气、航空航天、武器装备等领域。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。以下所有实施例及对比例中，如无特别说明，所述份数均为重量份，耐磨性能测试执行 GB/T GB3960。实施例1
在100重量份PP中加入O. 05份KH550和O. 05份NDZ-102经高速混合机常温混合，再将2. 5份粒径为1500目的比(、2. 5份粒径为1500目的PTFE加入其中进行常温高速混合，最后将O.1份硅酮粉加入进行常温高速混合，整个混合过程中混合速度均为100转/min，混合时间为2min将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 140°C、160 °C、160 °C、170 °C、170 °C、180 °C、180 °C、190 °C、190 °C、195 °C，挤出螺杆长径比为30，挤出螺杆转速为150转/分钟；单螺杆注塑温度从喂料到机头依次为180°c、200°c、20(rc、20(rc、21(rc，注塑机螺杆长径比为30，螺杆转速为150转/min，注塑压力为60MPa，螺杆背压为8MPa，注塑时间为8s，冷却时间为6s。基本性能如表I。
对比例I
在100重量份PP中加入O. 05份KH550和O. 05份NDZ-102经高速混合机常温混合，再将5份粒径为1500目的B4C加入其中进行常温高速混合，最后将O.1份硅酮粉加入进行常温高速混合，整个混合过程中混合速度均为100转/min，混合时间为2min将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为140°C、160 V、160 V、170 V、170 V、180 V、180 V、190 V、190 V、195 °C，挤出螺杆长径比为 30，挤出螺杆转速为150转/分钟；单螺杆注塑温度从喂料到机头依次为180°C、200°C、20(rC、200°C >210°C，注塑机螺杆长径比为30，螺杆转速为150转/min，注塑压力为60MPa，螺杆背压为8MPa，注塑时间为8s，冷却时间为6s。基本性能如表I。对比例2
在100重量份PP中加入O. 05份KH550和O. 05份NDZ-102经高速混合机常温混合，再将5份粒径为1500目的PTFE加入其中进行常温高速混合，最后将O.1份硅酮粉加入进行常温高速混合，整个混合过程中混合速度均为100转/min，混合时间为2min将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为140°C、160 V、160 V、170 V、170 V、180 V、180 V、190 V、190 V、195 °C，挤出螺杆长径比为 30，挤出螺杆转速为150转/分钟；单螺杆注塑温度从喂料到机头依次为180°C、200°C、20(rC、200°C >210°C，注塑机螺杆长径比为30，螺杆转速为150转/min，注塑压力为60MPa，螺杆背压为8MPa，注塑时间为8s，冷却时间为6s。基本性能如表I。
对比例3
在100重量份PP中加入O. 05份KH550和O. 05份NDZ-102经高速混合机常温混合，再将
2.5份粒径为1500目的MoS2、2. 5份粒径为1500目的PTFE加入其中进行常温高速混合，最后将O.1份硅酮粉加入进行常温高速混合，整个混合过程中混合速度均为100转/min，混合时间为2min将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为 140°C、160 °C、160 °C、170 °C、170 °C、180 °C、180 °C、190 °C、190 °C、195 °C，挤出螺杆长径比为30，挤出螺杆转速为150转/分钟；单螺杆注塑温度从喂料到机头依次为180°c、200°c、20(rc、20(rc、21(rc，注塑机螺杆长径比为30，螺杆转速为150转/min，注塑压力为60MPa，螺杆背压为8MPa，注塑时间为8s，冷却时间为6s。基本性能如表I。表-1复合材料基本性能
权利要求
1.一种耐磨复合材料，其特征在于，由如下重量份数的组分制成塑料树脂100份、填料5 30份、偶联剂O. Γ2份、加工助剂O. Γ2份。
2.根据权利要求1所述有效耐磨复合材料，其特征在于，所述塑料树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮和聚酰亚胺中的至少一种。
3.根据权利要求2所述耐磨复合材料，其特征在于，所述聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、 聚酰胺610和聚酰胺1010中的至少一种。
4.根据权利要求2所述耐磨复合材料，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述耐磨复合材料，其特征在于，所述填料为碳化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的混合物且碳化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的质量比为1:广3 :1。
6.根据权利要求5所述耐磨复合材料，其特征在于，所述填料粒径均为1500目 5000目。
7.根据权利要求1所述耐磨复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和稀土铝酸酯偶联剂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述耐磨复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯；稀土铝酸酯偶联剂为铝酸三异丙酯。
9.根据权利要求1所述耐磨复合材料，其特征在于，所述加工助剂为硅酮粉和N，N’-乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种混合物。
10.权利要求1-9中任一项所述耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，先将100份塑料树脂和O. Γ2份偶联剂经常温高速混合机混合，再将5 30份填料加入其中进行常温高速混合，最后将O. Γ2份加工助剂加入进行常温高速混合，混合速度为10(Γ300转/min，混合时间为2lmin，接着通过挤出机熔融、挤出、冷却、干燥、切粒和包装；挤出机的各区温度保持在14(T355°C之间，挤出螺杆长径比为3(Γ40之间，挤出螺杆转速为150 350转/min。
全文摘要
本发明公开了一种耐磨复合材料及制备方法。本发明的复合材料由如下重量份数的组分制成塑料树脂100份、填料5～30份、偶联剂0.1～2份、加工助剂0.1～2份。本发明的复合材料具有优异的耐磨特性，拓展了B4C的应用领域，将其与聚四氟乙烯粉复配使用，制得耐磨性能优异的复合材料，其耐磨性能比B4C或聚四氟乙烯单独使用的效果更佳，且应用领域广阔，适用于汽车、电子电气、航空航天、武器装备等领域。
文档编号C08L61/16GK103044753SQ201310015509
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者杨桂生, 俞飞 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司