本发明属于高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种耐摩擦的阻燃尼龙及制备方法。
背景技术：
：阻燃尼龙应用于汽车、电器、通讯、电子、机械等产业。由于阻燃成分的添加，阻燃尼龙材料摩擦系数较高、磨耗较大，尼龙的吸水性加剧了阻燃制件的磨损，限制了其在纺织配件高功率运转部件及汽车行业的齿轮、轴承、电气接插头和传动皮带中的应用。申请号201310733150.9的专利提供一种阻燃耐磨尼龙复合材料及其制备方法，采用碳纤维、石墨、聚四氟乙烯为耐摩擦剂改善材料的耐摩擦性能，采用氢氧化镁做阻燃剂提高材料的阻燃性能，使材料兼具阻燃、耐摩擦性能，成本较高，不具备成型过程中的反应特性。技术实现要素：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种耐摩擦的阻燃尼龙及制备方法。本发明采用两种颗粒掺混的方式，解决了组分间成型前的交联反应，提供了一种可反应成型的耐摩擦阻燃尼龙材料。本发明采用的技术方案如下：一种耐摩擦的阻燃尼龙，由如下重量份的组份组成：尼龙6650～80份、尼龙65～20份、红磷阻燃母粒8～12份、三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)3～8份、双丙酮丙烯酰胺0.5～1.5份、碳化硅5～8份、蒙脱土5～8份、邻苯二甲酸酐0.2～0.5份、芳纶纤维8～15份、润滑剂0.5～1份、抗氧剂0.2～0.5份。其中，尼龙66为相对粘度不高于2.4的聚合物切片；尼龙6为相对粘度为2.7的聚合物切片；抗氧剂为n，n’-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺与三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯组成的混合物，质量比为1∶1；润滑剂为硬脂酰胺、氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉中的一种或或几种；红磷阻燃母粒中赤磷含量不低于40％；碳化硅与蒙脱土的质量比为1∶1。所述蒙脱土为未经插层处理过的原土，目数为5000～10000目。所述芳纶纤维为芳纶1414的短切丝或/和超短切丝，长度在5～20mm。所述碳化硅为绿色碳化硅，显微硬度大于3000kg/mm2，目数为600～1000目。一种耐摩擦的阻燃尼龙的制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅、蒙脱土、双丙酮丙烯酰胺加入混合温度为150℃～180℃、混合速度为2000rpm的高速混合机混合60～90min，冷却至100℃以下；加入尼龙66、尼龙6、润滑剂，降低混合速度至1500rpm，混合10min，制得预混料。将预混料加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为240～265℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒a；(2)将三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)、红磷阻燃母粒、邻苯二甲酸酐、芳纶纤维、抗氧剂混合均匀，加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为220～245℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒b；(3)将步骤(1)所得的颗粒a和步骤(2)所得的颗粒b掺混制成耐摩擦的阻燃尼龙颗粒。所述制备方法制成的耐摩擦的阻燃尼龙颗粒在成型加工温度为280℃～300℃时，颗粒a与颗粒b之间可发生交联反应。本发明提供的一种耐摩擦的阻燃尼龙采用两种颗粒掺混的方式，成型加工温度为280℃～300℃时，发生交联共聚，形成网络结构，提高材料的力学性能、尺寸稳定性、耐摩擦性能，使材料力学性能、耐摩擦性能同时得到提高。本发明采用的双丙酮丙烯酰胺分子上的丙烯酰胺双键可以进行自由基的均聚，也可以与单体共聚，由双丙酮丙烯酰胺高温处理的蒙脱土、碳化硅使双丙酮丙烯酰胺分散均匀并充分反应，形成纳米蒙脱土插层结构，有效提高了粉体与树脂基体的界面相容性及粉体在树脂基体中的分散性。本发明中纳米级蒙脱土与微米级碳化硅填充到材料体系中，大小颗粒互为补充，碳化硅提供耐摩擦性能、蒙脱土起协效阻燃的作用，保证了材料中阻燃性能、摩擦性能的均一性。有益效果与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：本发明得到的耐摩擦的阻燃尼龙材料具有摩擦系数低、磨耗低，阻燃、低烟低毒等有优点，所得到的材料缺口冲击强度≥10kj/m2，摩擦系数≤0.2。可应用于纺织配件、齿套、电气接插头及型材的挤出成型。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的说明和描述。本发明的一种耐摩擦的阻燃尼龙检测试样按gb/t17037要求制备，成型温度为280～300℃；弯曲性能按gb/t9341检验。试样尺寸80mm×10mm×4mm，速度10mm/min；缺口冲击强度按gb/t1043检验。试样类型为i型，缺口类型为a类；成型收缩率按gb/t15585检验；摩擦性能按gb/t3960检验；阻燃性能按ul94-2012检验。以下实施例及对比例中：尼龙66采用相对粘度为2.4的聚合物切片，采用中国平煤神马能源化工集团有限责任公司epr24，相对粘度2.4；尼龙6采用相对粘度2.7的聚合物切片，采用湖南岳化化工股份有限公司yh700，相对粘度2.7；红磷阻燃母粒采用中蓝晨光化工研究设计院有限公司rpm440阻燃母粒；epdm-g-mah采用中国兵器工业集团第五三研究所wssl504-5；抗氧剂采用汽巴精化1098与168按1∶1复配。实施例1本实施例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙，由如下重量份的组份组成：尼龙6650份、尼龙620份、红磷阻燃母粒8份、三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)3份、双丙酮丙烯酰胺0.5份、碳化硅5份、蒙脱土5份、邻苯二甲酸酐0.5份、芳纶纤维8份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.2份。蒙脱土目数为5000目，芳纶纤维为芳纶1414的短切丝，长度为20mm，碳化硅为1000目。本实施例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙的制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅、蒙脱土、双丙酮丙烯酰胺加入混合温度为150℃、混合速度为2000rpm的高速混合机混合90min，冷却至100℃以下；加入尼龙66、尼龙6、润滑剂，降低混合速度至1500rpm，混合10min，制得预混料。将预混料加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为240～265℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒a；(2)将epdm-g-mah、红磷阻燃母粒、邻苯二甲酸酐、芳纶纤维、抗氧剂混合均匀，加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为220～245℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒b；(3)将步骤(1)所得的颗粒a和步骤(2)所得的颗粒b掺混制成耐摩擦的阻燃尼龙颗粒。实施例2本实施例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙，由如下重量份的组份组成：尼龙6680份、尼龙65份、红磷阻燃母粒12份、三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)8份、双丙酮丙烯酰胺1.5份、碳化硅8份、蒙脱土8份、邻苯二甲酸酐0.2份、芳纶纤维15份、润滑剂1份、抗氧剂0.5份。蒙脱土目数为10000目，芳纶纤维为芳纶1414的超短切丝，长度为5mm，碳化硅为600目。本实施例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙的制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅、蒙脱土、双丙酮丙烯酰胺加入混合温度为180℃、混合速度为2000rpm的高速混合机混合60min，冷却至100℃以下；加入尼龙66、尼龙6、润滑剂，降低混合速度至1500rpm，混合10min，制得预混料。将预混料加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为240～265℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒a；(2)将三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)、红磷阻燃母粒、邻苯二甲酸酐、芳纶纤维、抗氧剂混合均匀，加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为220～245℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒b；(3)将步骤(1)所得的颗粒a和步骤(2)所得的颗粒b掺混制成耐摩擦的阻燃尼龙颗粒。实施例3本实施例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙，由如下重量份的组份组成：尼龙6665份、尼龙610份、红磷阻燃母粒10份、三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)5份、双丙酮丙烯酰胺1份、碳化硅7份、蒙脱土7份、邻苯二甲酸酐0.4份、芳纶纤维12份、润滑剂0.8份、抗氧剂0.3份。蒙脱土目数为8000目，芳纶纤维为芳纶1414的短切丝，长度为10mm，碳化硅为800目。本实施例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙的制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅、蒙脱土、双丙酮丙烯酰胺加入混合温度为170℃、混合速度为2000rpm的高速混合机混合75min，冷却至100℃以下；加入尼龙66、尼龙6、润滑剂，降低混合速度至1500rpm，混合10min，制得预混料。将预混料加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为240～265℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒a；(2)将三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)、红磷阻燃母粒、邻苯二甲酸酐、芳纶纤维、抗氧剂混合均匀，加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为220～245℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒b；(3)将步骤(1)所得的颗粒a和步骤(2)所得的颗粒b掺混制成耐摩擦的阻燃尼龙颗粒。对比例1本对比例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙，由如下重量份的组份组成：尼龙6650份、尼龙620份、红磷阻燃母粒8份、三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)3份、双丙酮丙烯酰胺0.5份、碳化硅5份、蒙脱土5份、芳纶纤维8份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.2份。蒙脱土目数为5000目，芳纶纤维为芳纶1414的短切丝，长度为20mm，碳化硅为1000目。本对比例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙的制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅、蒙脱土、双丙酮丙烯酰胺加入混合温度为150℃、混合速度为2000rpm的高速混合机混合90min，冷却至100℃以下；加入尼龙66、尼龙6、润滑剂，降低混合速度至1500rpm，混合10min，制得预混料。将预混料加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为240～265℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒a；(2)将epdm-g-mah、红磷阻燃母粒、芳纶纤维、抗氧剂混合均匀，加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为220～245℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒b；(3)将步骤(1)所得的颗粒a和步骤(2)所得的颗粒b掺混制成耐摩擦的阻燃尼龙颗粒。对比例1与实施例1的区别为不添加邻苯二甲酸酐，无法进行交联反应，冲击性能降低明显，材料摩擦系数及磨耗明显提高。对比例2本对比例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙，由如下重量份的组份组成：尼龙6680份、尼龙65份、红磷阻燃母粒12份、三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)8份、碳化硅8份、蒙脱土8份、邻苯二甲酸酐0.2份、芳纶纤维15份、润滑剂1份、抗氧剂0.5份。蒙脱土目数为10000目，芳纶纤维为芳纶1414的超短切丝，长度为5mm，碳化硅为600目。本对比例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙的制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅、蒙脱土加入混合温度为180℃、混合速度为2000rpm的高速混合机混合60min，冷却至100℃以下；加入尼龙66、尼龙6、润滑剂，降低混合速度至1500rpm，混合10min，制得预混料。将预混料加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为240～265℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒a；(2)将三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)、红磷阻燃母粒、邻苯二甲酸酐、芳纶纤维、抗氧剂混合均匀，加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为220～245℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒b；(3)将步骤(1)所得的颗粒a和步骤(2)所得的颗粒b掺混制成耐摩擦的阻燃尼龙颗粒。对比例2与实施例2的区别为不添加双丙酮丙烯酰胺，对粉体的处理不够完善，冲击强度降低，摩擦系数及磨耗提高。对比例3本对比例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙，由如下重量份的组份组成：尼龙6665份、尼龙610份、红磷阻燃母粒10份、三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)5份、双丙酮丙烯酰胺1份、碳化硅7份、蒙脱土7份、邻苯二甲酸酐0.4份、芳纶纤维12份、润滑剂0.8份、抗氧剂0.3份。蒙脱上目数为8000目，芳纶纤维为芳纶1414的短切丝，长度为10mm，碳化硅为800目。本对比例中，一种耐摩擦的阻燃尼龙的制备方法包括如下步骤：(1)将碳化硅、蒙脱土、双丙酮丙烯酰胺加入混合温度为60℃、混合速度为2000rpm的高速混合机混合30min，冷却；加入尼龙66、尼龙6、润滑剂，降低混合速度至1500rpm，混合10min，制得预混料。将预混料加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为240～265℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒a；(2)将三元乙丙橡胶与马来酸酐接枝共聚物(epdm-g-mah)、红磷阻燃母粒、邻苯二甲酸酐、芳纶纤维、抗氧剂混合均匀，加入混炼速度为150～250rpm，混炼温度为220～245℃的双螺杆挤出机熔融共混，然后经挤出造粒，得到颗粒b；(3)将步骤(1)所得的颗粒a和步骤(2)所得的颗粒b掺混制成耐摩擦的阻燃尼龙颗粒。对比例3与实施例3的区别在于步骤(1)中混合温度及混合时间不同，摩擦系数及磨耗有所提高，但仍比一般耐摩擦材料好。各实施例与对比例得到的合金材料的性能见下表：性能实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3弯曲强度(mpa)97.612010781.111096缺口冲击强度(kj/m2)10.81211.45.38.29.6摩擦系数0.1830.1250.1420.2610.1920.161磨耗(103cm3/n·m)0.200.140.160.410.220.18燃烧性能v-0v-0v-0v-0v-1v-0当前第1页12