一种耐磨尼龙复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0002] 本发明属于高分子材料技术领域，具体特别涉及一种耐磨的耐高温尼龙复合材料 及其制备方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 耐高温尼龙是芳香族聚酰胺中的一种，其是通过带芳香环的二胺或二羧酸与脂肪 族二羧酸或二胺经缩聚反应所制备得到的聚酰胺树脂。由于在聚酰胺分子主链中导入芳 香环，从而提高了其耐热性和力学性能、降低了吸水率，并且有较合适的性能/价格比。所 以耐高温尼龙是介于通用工程塑料尼龙和耐高温工程塑料聚醚醚酮（PEEK)之间的一种高 耐热性的树脂，在机械、电子等领域应用越来越大。耐高温尼龙产品目前主要有聚酰胺46、 MXD6、6T/66、6T/6I、6T/6I/66和9T。现有技术中虽有采用添加耐磨剂等方式对耐高温尼龙 进行耐磨改性以增加其耐磨性，但却由于各添加组分之间的相容性差，而导致复合材料的 力学性能损失严重，限制了复合材料的推广应用。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种耐磨尼龙复合材料及其制备方法，主要通过对耐高温尼龙进行耐 磨改性，以达到改善复合材料的综合性能、拓宽应用领域。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 耐高温尼龙 65-95份 预处理的二硫化钥 1-15份 抗氧剂 0. 1-1. 0份 润滑剂 0. 2-1. 0份； 所述预处理的二硫化钥采用下述方法制备得到： (1) 把l-l〇kg的二硫化钥加入到5-10L的浓度15wt%-20wt%的稀硫酸溶液中，加热至 50-80°C，搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤至中性；把洗涤后的二硫化钥加入到5-10L 的浓度为15wt%-20wt%的氢氧化钠溶液，50-80°C，搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤至 中性，干燥； (2) 把干燥后的二硫化钥加入甲苯二异氰酸酯中，浸润30-60分钟，过滤，烘干，得到预 处理的二硫化钥。
[0008] 所述步骤（1)的目的是：1、去除二硫化钥表面杂质；2、轻微腐蚀二硫化钥表面， 增加二硫化钥表面的粗糙度，提高聚合物的相容性及力学性能。稀硫酸和氢氧化钠溶液浓 度、加热温度过高或搅拌时间太长会严重腐蚀二硫化钥甚至会溶解二硫化钥，大大破坏了 二硫化钥本身的性能；浓度、加热温度过低、搅拌时间短，起不到这个步骤应有的作用。
[0009] 所述步骤（2)中，把二硫化钥加入到特定的溶剂中浸润，会使大量的甲苯二异氰酸 酯接枝到二硫化钥表面，使得二硫化钥与高温尼龙的界面处轻微交联，大大增强二者界面 结合力，从而大幅提高组合物的力学性能尤其是耐磨性能。
[0010] 所述的耐高温尼龙为尼龙46、尼龙6T、尼龙9T中的至少一种。
[0011] 所述的二硫化钥，其纯度彡99. 9%、平均粒径为1. 5μπι;所述二硫化钥中含水量 < 0. 05 wt %。
[0012] 所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗氧 剂1010)与三（2, 4-叔丁基苯基）亚磷酸酯(抗氧剂168)按重量比为1 :1的复合物。
[0013] 所述的润滑剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌中的至少一种。
[0014] 本发明的另一个目的是提供一种耐磨耐高温尼龙复合材料的制备方法，其采用下 述步骤： (1) 把65-95份耐高温尼龙、1-15份预处理的二硫化钥置于高混机中，于80°C下，1000 转/min的转速下搅拌均匀；再加入0. 1-1. 0份抗氧剂、0. 2-1. 0份润滑剂于常温下混合均 匀； (2) 将经（2)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出机的温度为 280°C _320°C、挤出速率 300r/min。 本发明的有益之处在于： 1、本发明中加入了预处理的二硫化钥作为耐磨改性剂，并加入适宜的加工助剂，从而 提高了高温尼龙的耐磨与耐热性能，使其具有更高的使用价值，并拓宽了使用领域，可广泛 应用在电子电器、汽车、军工等领域。
[0015] 2、本发明复合材料挤出制备工艺简单，连续生产效率高，产品质量稳定。
[0016] 3、本发明先将高温尼龙与预处理的二硫化钥进行预混合，从而大大提高预处理的 二硫化钥在复合材料中的分散性，提高复合材料的耐磨性能。
[0017]
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面 的实施例。
[0019] 本发明的耐磨尼龙复合材料的制备方法，采用下述步骤： (1) 把5kg的二硫化钥加入到5L的浓度17wt%的稀硫酸溶液中，加热至70-80°C，搅拌 1-2小时，过滤，用去离子水洗涤至中性；把洗涤后的二硫化钥加入到5L的浓度为17wt%的 氢氧化钠溶液，50-80°C，搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥； (2) 把干燥后的二硫化钥加入甲苯二异氰酸酯中，浸润30-60分钟，过滤，烘干，得到预 处理的二硫化钥。
[0020] (3)把耐高温尼龙与预处理的二硫化钥置于高混机中，80°C下，1000转/min的转 速下搅拌5分钟；再加入称好的抗氧剂、润滑剂常温混合均匀。
[0021] (4)将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出温度为：一区 270°C、二区 280°C、三区 295°C、四区 305°C、五区 310°C、六区 300°C、七区 295°C，机头 285°C，挤出速率 300r/min。
[0022] 采用如表1所示原料组分配比得到实施例1-5,并以实施例5的配方为基础不添加 预处理的二硫化钥得到对比例1，同时，将实施例1-5与对比例1制备的粒料干燥后，按照标 准注塑工艺注塑标准样条，分别对其进行力学性能测试，测试标准及性能数据见表2。
[0023] 表1各实施例中组分配比组成
表2性能测试
从上表2检测数据可以看出，在材料配方体系中加入一定比例的预处理的二硫化钥 后，材料都具有较低的摩擦系数，耐磨性能得到比较大的提高。综合数据说明本技术方案取 得了预期的效果，提高摩擦磨损性能的同时，材料保持了优异的拉伸性能，弯曲性能。
【主权项】
1. 一种耐磨尼龙复合材料，由以下组分按重量份制备而成： 耐高温尼龙 65-95份 预处理的二硫化钥 1-15份 抗氧剂 0. 1-1. 0份 润滑剂 0. 2-1. 0份； 所述预处理的二硫化钥采用下述方法制备得到： (1) 把l-l〇kg的二硫化钥加入到5-10L的浓度15wt%-20wt%的稀硫酸溶液中，加热至 50-80°C，搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤至中性；把洗涤后的二硫化钥加入到5-10L 的浓度为15wt%-20wt%的氢氧化钠溶液，50-80°C，搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤至 中性，干燥； (2) 把干燥后的二硫化钥加入甲苯二异氰酸酯中，浸润30-60分钟，过滤，烘干，得到预 处理的二硫化钥。2. 如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述的耐高温尼龙为尼 龙46、尼龙6T、尼龙9T中的一种。3. 如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述的二硫化钥，其纯度 彡99. 9%、平均粒径为1. 5 μ m ;所述二硫化钥含水量< 0. 05 wt %。4. 如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为四 [β -(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三（2, 4-叔丁基苯基）亚磷酸酯 按重量比为1 :1的复合物。5. 如权利要求1所述的一种耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸 钡、硬脂酸锌中的至少一种。6. 权利要求1-5任一项所述耐磨耐高温尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，采用 下述步骤： (1) 把65-95份耐高温尼龙、1-15份预处理的二硫化钥置于高混机中，于80°C下，1000 转/min的转速下搅拌均匀；再加入0. 1-1. 0份抗氧剂、0. 2-1. 0份润滑剂于常温下混合均 匀； (2) 将经（2)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，挤出机的温度为 280°C _320°C、挤出速率 300r/min。
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨尼龙复合材料，由以下组分按重量份制备而成：耐高温尼龙65-95份、预处理的二硫化钼1-15份、抗氧剂0.1-1.0份、润滑剂0.2-1.0份；本发明还公开了所述耐磨耐高温尼龙复合材料的制备方法。本发明中加入了预处理的二硫化钼作为耐磨改性剂，并加入适宜的加工助剂，从而提高了高温尼龙的耐磨与耐热性能，使其具有更高的使用价值，并拓宽了使用领域，可广泛应用在电子电器、汽车、军工等领域；本发明复合材料挤出制备工艺简单，连续生产效率高，产品质量稳定；本发明先将高温尼龙与预处理的二硫化钼进行预混合，从而大大提高预处理的二硫化钼在复合材料中的分散性，提高复合材料的耐磨性能。
【IPC分类】C08K9/02, C08L77/06, C08K5/134, C08K9/04, C08K5/098, C08K5/526, C08K13/06, C08K3/30
【公开号】CN105647173
【申请号】
【发明人】杨桂生, 方永炜
【申请人】合肥杰事杰新材料股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月10日