一种耐磨聚甲醛复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子复合材料领域，具体来说是一种耐磨聚甲醒复合材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 聚甲醒（POM)是一种主链上含有氧化亚甲基（-CHzO-)链节，分子链由C-O交替排 列并扭转成螺旋状的线型高分子聚合物，是具有"夺刚"、"超钢"之称的工程塑料。POM及其 复合材料已在机械、汽车、电子电器等领域广泛应用于制造各种具有自润滑、减摩性能的零 件。但纯聚甲醒摩擦系数偏大，只能用于低速、低载、低负荷条件下，难于满足精密机械、电 子电器等动力传导零部件高速、高压、高溫、轻量化的要求，限制了在各领域的应用。因此需 对POM进行改性，W提高POM的摩擦磨损性能。常采用的方法有：添加聚四氣乙締、聚締控 等具有更低摩擦系数的高分子材料；添加润滑油或润滑脂等润滑油；添加石墨、二硫化钢 等无机润滑剂；添加玻璃纤维、炭纤维、芳绝纤维等纤维材料；添加铜粉、铅粉等金属粉末 或薄片及利用接枝、嵌段共聚在聚甲醒分子链上引入具有润滑性链段等。
[0003] 目前，关于POM的摩擦磨损性能改性研究已取的一些进展。专利CN101885896A采 用聚氧化乙締和聚四氣乙締纤维为润滑改性剂，专利CN102161812B采用碳纤维和二硫化 钢为润滑改性剂，专利US5824742W聚締控和二甲基硅氧烷聚合物为润滑剂来改善聚甲醒 的摩擦磨损性能。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种耐磨聚甲醒复合材料及其制 备方法，所述的运种耐磨聚甲醒复合材料及其制备方法解决了纯聚甲醒摩擦系数偏大，只 能用于低速、低载、低负荷条件下，难于满足精密机械、电子电器等动力传导零部件高速、高 压、高溫、轻量化的要求的技术问题。
[0005] 本发明提供了一种耐磨聚甲醒复合材料，各成份的质量百分比含量如下：
[0006] 聚甲酸 48%~98. 5%， 芳绝 1%~40%， 相容剂 0.3%~10%， 分散剂 0. 2%~2%。
[0007] 进一步的，所述聚甲醒树脂为共聚甲醒或均聚甲醒。
[0008] 进一步的，所述芳绝为芳绝纤维（长纤、短纤）、芳绝浆巧或者芳绝粉末中的一种 或者两种W上的组合。
[0009] 进一步的，所述相容剂为乙締-丙締酸共聚物，其中丙締酸的含量为1~30%。
[0010] 进一步的，所述分散剂为白油。
[0011] 本发明还提供了上述的一种耐磨聚甲醒复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012] 1)先将聚甲醒和芳绝粉末分别置于真空干燥烘箱中70~85°C下干燥4~8小 时；
[0013] 2)再将聚甲醒、芳绝、相容剂及分散剂按配方质量百分比比例加入到一个高速混 合机内充分混合，混合时间为5~10分钟；
[0014]如将混合料添加至双螺杆挤出机中进行烙融共混、挤出造粒，螺筒各分区溫度控 制在150~200°C，螺杆转速为150~400转/分钟。
[0015] 本发明通过采用聚甲醒树脂、芳绝、相容剂及分散剂的合理复合，制备了具有摩擦 磨损性能好，自润滑效果好的耐磨聚甲醒复合材料，并且制备工艺简单方便，生产设备操作 简单。
[0016] 本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明克服了现有技术的缺陷，提 供了一种摩擦磨损性能好，自润滑效果好的耐磨聚甲醒复合材料。
【具体实施方式】
[0017] 下面W具体实施例来说明本发明，但并不用来限制本发明的范围。 阳〇1引 实施例1
[0019] 一种耐磨聚甲醒复合材料，各成份的质量百分比含量如下：
[0020] 聚甲醒：98. 5wt%，
[0021] 芳绝：Iwt%，
[0022] EAA：0. 3wt%,
[0023]白油：0.2wt%。
[0024] 将上述材料混合均匀，采用双螺杆挤出机烙融剪切、挤出造粒，螺筒各分区溫度控 制在150~200°C，螺杆转速为150~400转/分钟。所得的改性粒料置于80°C的烘箱中 干燥4~8小时，采用注塑成型法制备力学性能和摩擦磨损性能的测试样条。其测试值如 表1所不。 阳〇2引 实施例2
[00%] -种耐磨聚甲醒复合材料，各成份的质量百分比含量如下：
[0027]聚甲醒：68wt%，
[0028]芳绝：25wt%，
[0029]EAA:5. 5wt%,
[0030]白油：1.5wt%。
[0031] 将上述材料混合均匀，采用双螺杆挤出机烙融剪切、挤出造粒，螺筒各分区溫度控 制在150~200°C，螺杆转速为150~400转/分钟。所得的改性粒料置于80°C的烘箱中 干燥4~8小时，采用注塑成型法制备力学性能和摩擦磨损性能的测试样条。其测试值如 表1所不。 阳0巧 实施例3
[0033] 一种耐磨聚甲醒复合材料，各成份的质量百分比含量如下：
[0034]聚甲醒：48wt%，
[0035]芳绝：40wt%，
[0036] EAA :1 Owt%，
[0037]白油：2wt%。
[0038] 将上述材料混合均匀，采用双螺杆挤出机烙融剪切、挤出造粒，螺筒各分区溫度控 制在150~200°C，螺杆转速为150~400转/分钟。所得的改性粒料置于80°C的烘箱中 干燥4~8小时，采用注塑成型法制备力学性能和摩擦磨损性能的测试样条。其测试值如 表1所示。
[0039] 对比实施例
[0040]聚甲醒：100wt%
[0041] 纯POM经双螺杆挤出机烙融剪切、挤出造粒，螺筒各分区溫度控制在150~200°C， 螺杆转速为150~400转/分钟。所得的改性粒料置于80°C的烘箱中干燥4~8小时，采 用注塑成型法制备力学性能和摩擦磨损性能的测试样条。其测试值如表1所示。
[0042] 表1聚甲醒及其复合材料的力学性能和摩擦磨损性能
[0044] 由上表可知：聚甲醒复合材料较纯聚甲醒具有更优异的耐磨性能和更高的模量。 添加芳绝及EAA后，复合材料的质量磨损明显比纯聚甲醒的低，从纯聚甲醒的质量磨损 0. 3421g降为0. 2106g。由此可见本发明的摩擦磨损性能和自润滑效果好于纯聚甲醒。
[0045] W上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可W做出若干改进和变型，运些改进和变 型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种耐磨聚甲醛复合材料，其特征在于，各成份的质量百分比含量如下： 聚甲醛 48%~98. 5%， 芳纶 1%~40%， 相容剂 0. 3%~10%， 分散剂 0? 2%~2%。2. 根据权利要求1所述的耐磨聚甲醛复合材料，其特征在于：所述聚甲醛树脂为共聚 甲醛或均聚甲醛。3. 根据权利要求1所述的耐磨聚甲醛复合材料，其特征在于：所述芳纶为芳纶纤维、芳 纶浆柏、或者芳纶粉末中的一种或者两种以上的组合。4. 根据权利要求1所述的耐磨聚甲醛复合材料，其特征在于：所述相容剂为乙烯-丙 烯酸共聚物，其中丙烯酸的含量为1~30%。5. 根据权利要求1所述的耐磨聚甲醛复合材料，其特征在于：所述分散剂为白油。6. 权利要求1所述的一种耐磨聚甲醛复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步 骤： 1) 先将聚甲醛和芳纶粉末分别置于真空干燥烘箱中70~85°C下干燥4~8小时； 2) 再将聚甲醛、芳纶、相容剂及分散剂按配方质量百分比比例加入到一个高速混合机 内充分混合，混合时间为5~10分钟； 3) 将混合料添加至双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，螺筒各分区温度控制在 150~200 °C，螺杆转速为150~400转/分钟。
【专利摘要】本发明属于高分子复合材料领域，提供了一种耐磨聚甲醛复合材料，各组分的含量为：聚甲醛48~98.5wt%、芳纶1~40wt%、相容剂0.3~10wt%，分散剂0.2~2wt%。本发明还提供了上述耐磨聚甲醛复合材料的制备方法，将聚甲醛、芳纶、相容剂及分散剂混合均匀后，再将混合料添加至双螺杆挤出机中，在一定温度下熔融剪切、挤出造粒。本发明所制备的聚甲醛复合材料具有优异的摩擦磨损性能和自润滑效果，并且本发明的制备工艺简单方便，生产设备操作简单。
【IPC分类】C08L59/02, C08L91/00, C08L23/08, C08L59/04, C08L77/10
【公开号】CN105219016
【申请号】CN201510648328
【发明人】欧阳春发, 相旭, 高群
【申请人】上海应用技术学院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月9日