一种改性玻璃纤维、含有该改性玻璃纤维的尼龙复合材料及其制备方法和应用与流程

文档序号:14946501发布日期:2018-07-17 21:36阅读:310来源:国知局

本发明涉及自润滑塑料技术领域,尤其涉及一种改性玻璃纤维、含有该改性玻璃纤维的尼龙复合材料及其制备方法和应用。



背景技术:

随着人们用电安全意识的提升,防触电保护装置已经成为消费者选择电工电子产品的首要考虑要件。保护门是插座产品重要的防触电部件,新国家标准已于2017年4月14日开始强制要求转换器和延长线插座产品必须带保护门。插座插拔过程是插头与保护门,保护门与压盖之间的滑动摩擦运动,因此要求保护门材料必须同时具有较好的润滑性能和耐磨损性能,保证一定插拔次数后保护门不失效且保持较好的插拔手感。

常用的自润滑工程塑料主要有尼龙、聚甲醛、聚醚醚酮和聚苯硫醚四类。聚醚醚酮和聚苯硫醚属于特种工程塑料,成本奇高且脆性大;聚甲醛极易燃烧,燃烧时呈链式反应且存在熔融滴落,对酸碱性敏感,目前为止无合适的优良阻燃剂,很难达到插座850℃灼热丝可燃性指数的要求;尼龙具有优良的机械性能、耐热耐化学性能和自润滑性,广泛用于汽车、家电和电子电器有耐热要求的自润滑部件上。

使用玻璃纤维填充可以有效提升尼龙材料的强度和耐磨损性能,同时能够改善制件的尺寸稳定性,但玻璃纤维易受磨损且细碎的玻璃纤维粘附在对磨面上,尼龙干摩擦润滑性本就相对较差,无机玻璃纤维的加入进一步降低了复合材料的润滑性能,不利于玻璃纤维在尼龙改性方面应用。

聚四氟乙烯被称为“塑料之王”,在固体材料中摩擦系数最低,具有突出的低摩擦特性,因此,在实际应用中,通常采用聚四氟乙烯分散液对玻璃纤维进行浸渍处理,以对所述玻璃纤维进行改性,提高其润滑性能。但是,由于聚四氟乙烯和玻璃纤维之间没有亲和力,不能很好地互融,限制了玻璃纤维在尼龙改性方面的应用。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种改性玻璃纤维、含有该改性玻璃纤维的尼龙复合材料及其制备方法和应用,能够提高玻璃纤维的耐磨性能和润滑性能,从而能够提高尼龙复合材料的强度、耐磨性能和润滑性能。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

第一方面,本发明实施例提供一种改性玻璃纤维,所述改性玻璃纤维由玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理后,通过干燥和烧结获得;其中,所述活性润滑剂为聚四氟乙烯和稀土混合分散液。

可选的,所述聚四氟乙烯和稀土混合分散液由聚四氟乙烯微粉和稀土化合物分散于醇溶剂中获得。

可选的,所述醇溶剂中还添加有腐蚀性物质,所述腐蚀性物质能够与所述玻璃纤维中的氧化物发生反应,并在所述玻璃纤维的表面形成凹陷或微孔。

可选的,所述腐蚀性物质为盐酸。

可选的,在所述聚四氟乙烯和稀土混合分散液中,所述聚四氟乙烯微粉的质量百分含量为40-60%,所述稀土化合物的质量百分含量为2-5%,所述腐蚀性物质的质量百分含量为0.5-2%。

可选的,所述稀土化合物为氯化镧、氧化镧、氯化铈和三氧化二铈中的一种或几种混合物。

可选的,所述聚四氟乙烯分散液中聚四氟乙烯微粉的粒径为4-6微米。

第二方面,本发明实施例提供一种尼龙复合材料的制备方法,包括:

将改性玻璃纤维和尼龙共混并挤出成型,获得所述尼龙复合材料;

其中,所述改性玻璃纤维由玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理后,通过干燥和烧结获得;其中,所述活性润滑剂为聚四氟乙烯和稀土混合分散液。

可选的,所述改性玻璃纤维的质量百分含量为20-30%。

可选的,将改性玻璃纤维和尼龙共混之前,所述方法还包括:

在所述尼龙中加入质量百分含量为2-15%的固体润滑剂和质量百分含量为0.1-12.8%的助剂,以对所述尼龙进行改性;

其中,所述助剂选自阻燃剂、色粉、抗氧剂和抗uv助剂中的一种或两种以上混合物。

可选的,所述固体润滑剂选自纳米二硫化钼和聚四氟乙烯微粉中的至少一种。

可选的,当所述固体润滑剂选自纳米二硫化钼和聚四氟乙烯微粉时,以所述尼龙复合材料为基准,所述固体润滑剂中所述纳米二硫化钼的质量百分含量为2-5%,所述聚四氟乙烯微粉的质量百分含量为5-10%。

第三方面,本发明实施例提供一种尼龙复合材料,

根据如上所述的制备方法制备获得。

第四方面,本发明实施例提供一种如上所述的尼龙复合材料作为插座保护门在防触电保护中的应用。

本发明实施例提供一种改性玻璃纤维、含有该改性玻璃纤维的尼龙复合材料及其制备方法和应用,通过将玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理,由于所述活性润滑剂为聚四氟乙烯和稀土混合分散液,能够利用稀土化合物的配位特性,稀土化合物可通过化学键合作用和物理作用吸附在所述玻璃纤维的表面,使得玻璃纤维的表面产生畸变区,改善了玻璃纤维与聚四氟乙烯的界面结合力,有利于所述聚四氟乙烯在所述玻璃纤维表面的附着。当采用该改性玻璃纤维对尼龙材料进行填充时,能够防止玻璃纤维被磨损而粘附在对磨面,从而能够有效提升尼龙材料的强度、耐磨损性能和润滑性能,同时还能够改善制件的尺寸稳定性。克服了现有技术中聚四氟乙烯与玻璃纤维不能很好地融合,而限制了玻璃纤维在尼龙改性方面的应用的缺陷。

具体实施方式

下面将对本发明实施例提供的一种改性玻璃纤维、含有该改性玻璃纤维的尼龙复合材料及其制备方法和应用进行详细描述。

第一方面,本发明实施例提供一种改性玻璃纤维,

所述改性玻璃纤维由玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理后,通过干燥和烧结获得;其中,所述活性润滑剂为聚四氟乙烯和稀土混合分散液。

本发明实施例提供一种改性玻璃纤维,通过将玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理,由于所述活性润滑剂为聚四氟乙烯和稀土混合分散液,能够利用稀土化合物的配位特性,稀土化合物可通过化学键合作用和物理作用吸附在所述玻璃纤维的表面,使得玻璃纤维的表面产生畸变区,改善了玻璃纤维与聚四氟乙烯的界面结合力,有利于所述聚四氟乙烯在所述玻璃纤维表面的附着。当采用该改性玻璃纤维对尼龙材料进行填充时,能够防止玻璃纤维被磨损而粘附在对磨面,从而能够有效提升尼龙材料的强度、耐磨损性能和润滑性能,同时还能够改善制件的尺寸稳定性。克服了现有技术中聚四氟乙烯与玻璃纤维不能很好地融合,而限制了玻璃纤维在尼龙改性方面的应用的缺陷。

其中,所述浸渍的时间可以为2-4h。

其中,所述烧结的温度可以为280-300℃。

其中,在将玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理之前,还可以包括:将玻璃纤维在450-600℃马弗炉中烧蚀0.5-1h,以去除所述玻璃纤维表面的残留有机物。

本发明的一实施例中,所述聚四氟乙烯和稀土混合分散液由聚四氟乙烯微粉和稀土化合物分散于醇溶剂中获得。

其中,所述醇溶剂可以为乙醇、甲醇、乙二醇、丙二醇等。所述醇溶剂优选为乙醇。

本发明的又一实施例中,所述稀土化合物为氯化镧、氧化镧、氯化铈和三氧化二铈中的一种或几种混合物。其中,所述镧离子和铈离子均为+3价,具有活泼的化学性质,有利于与配合物发生络合反应,从而有利于改善玻璃纤维与聚四氟乙烯之间的界面结合力。

本发明的一优选实施例中,所述醇溶剂中还添加有腐蚀性物质,所述腐蚀性物质能够与所述玻璃纤维中的氧化物发生反应,并在所述玻璃纤维的表面形成凹陷或微孔。

在本发明实施例中,通过添加腐蚀性物质,在所述玻璃纤维的表面形成凹陷或微孔,这些凹陷和微孔有利于聚四氟乙烯微粉在所述玻璃纤维表面的附着和粘结,能够进一步提高所述聚四氟乙烯微粉和所述玻璃纤维之间的界面结合力。

其中,所述腐蚀性物质可以为任何能够与所述玻璃纤维中的氧化物发生反应,并在所述玻璃纤维的表面形成凹陷或微孔的物质。如盐酸、硫酸、硝酸等酸性物质。所述腐蚀性物质优选为盐酸。

本发明的又一优选实施例中,在所述聚四氟乙烯和稀土混合分散液中,所述聚四氟乙烯微粉的质量百分含量为40-60%,所述稀土化合物的质量百分含量为2-5%,所述腐蚀性物质的质量百分含量为0.5-2%。以上述配比进行混合,能够提高所述聚四氟乙烯微粉与所述玻璃纤维的界面结合力,从而能够显著改善所述玻璃纤维的润滑性能。

本发明的一实施例中,所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维,且长径比为5:1-3000:1。

无碱玻璃纤维是指碱金属氧化物含量低的玻璃纤维。碱金属氧化物的具体含量国内目前规定不大于0.8%,国外一般为1%左右。

在本发明实施例中,采用无碱玻璃纤维,能够防止尼龙裂解,从而能够进一步提高尼龙的强度、模量、刚性和耐磨性能,通过选择长径比为5:1-3000:1的玻璃纤维,能够显著提升尼龙的耐磨损性能。

本发明的又一实施例中,所述聚四氟乙烯分散液中聚四氟乙烯微粉的粒径为4-6微米。聚四氟乙烯是片晶与非片晶部分交替排列的层状结构,其中的非结晶部分容易滑移,较小粒径的聚四氟乙烯微粉在材料摩擦过程中可以成膜,从而能够加大润滑效果。

第二方面,本发明实施例提供一种尼龙复合材料的制备方法,包括:

将改性玻璃纤维和尼龙共混并挤出成型,获得所述尼龙复合材料;

其中,所述改性玻璃纤维由玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理后,通过干燥和烧结获得,所述活性润滑剂为聚四氟乙烯和稀土混合分散液。

本发明实施例提供一种尼龙复合材料的制备方法,由于所述改性玻璃纤维由玻璃纤维在聚四氟乙烯和稀土混合分散液中进行浸渍处理后,通过干燥和烧结获得,因此,能够利用稀土化合物的配位特性,稀土化合物可通过化学键合作用和物理作用吸附在所述玻璃纤维的表面,使得玻璃纤维的表面产生畸变区,改善了玻璃纤维与聚四氟乙烯的界面结合力,有利于所述聚四氟乙烯在所述玻璃纤维表面的附着,从而改善了玻璃纤维的润滑性能,通过将该改性玻璃纤维与尼龙共混并挤出成型,能够实现改性玻璃纤维的填充,同时,由于稀土离子的粒径小于聚四氟乙烯的粒径,稀土离子容易被聚四氟乙烯包裹,因此,在共混挤出阶段,稀土离子可渗入聚四氟乙烯非结晶区域聚四氟乙烯断裂的碳链形成配位键而生成配合物,这些配合物使分子量高达几百万的层絮状聚四氟乙烯断裂成一段段的线状结构,在摩擦过程中聚四氟乙烯结晶薄层更容易从聚四氟乙烯机体中抽出,从而表现出更小的摩擦系数,通过所述稀土化合物、聚四氟乙烯和玻璃纤维之间的化学和物理作用,更加有利于玻璃纤维与聚四氟乙烯的融合,能够显著提高玻璃纤维的润滑性能,从而能够提高尼龙复合材料的强度,以及耐磨损性能和润滑性能。

其中,优选的,以所述尼龙复合材料为基准,所述改性玻璃纤维的质量百分含量为20-30%。改性玻璃纤维的质量百分含量过低,不足以提升所述尼龙复合材料的耐磨损性能,改性玻璃纤维的质量百分含量过高,在摩擦过程中容易产生碎屑且不利于成型。

本发明的一实施例中,所述尼龙可以为增韧尼龙,如尼龙6、尼龙66和尼龙1010等。增韧尼龙又名抗冲尼龙,实验表明,增韧尼龙在低温环境下仍能保持优良的物理性能。通过添加不同结构的增韧剂聚合物,以增加复合材料的柔韧性、抗冲击能力、耐低温性。虽然强度、刚性、耐热性比母体尼龙有所下降,但冲击强度可提高10倍以上,并具有优异的耐磨性和尺寸稳定性,改性后的增韧尼龙可以耐辐射,耐紫外线,并具有优良的尺寸稳定性及优异的机械强度。

本发明的一实施例中,将所述改性玻璃纤维以侧喂的方式与所述尼龙共混。

本发明的又一实施例中,将改性玻璃纤维和尼龙共混之前,所述方法还包括:

在所述尼龙中加入质量百分含量为2-15%的固体润滑剂和质量百分含量为0.1-12.8%的助剂,以对所述尼龙进行改性;

其中,所述助剂选自阻燃剂、色粉、抗氧剂和抗uv助剂中的一种或两种以上混合物。

通过加入固体润滑剂,能够进一步提高所述尼龙复合材料的润滑性能,通过添加助剂,能够对尼龙复合材料进行改性,使得所述尼龙复合材料能够满足性能与外观要求。

具体的,通过添加阻燃剂,能够满足防触电材料850℃灼热丝可然性指数要求,通过添加色粉,可改善尼龙复合材料的颜色需求,通过添加抗氧剂,能够提高尼龙复合材料的抗氧化性能,有利于提高尼龙复合材料的使用寿命,通过添加抗uv助剂,可提高尼龙复合材料的耐紫外线和抗老化性能。

其中,所述阻燃剂、色粉、抗氧剂和抗uv助剂等可根据实际情况进行选择。

优选的,所述阻燃剂可以为新型高效无卤次磷酸酯,无卤环保且无滴落。

所述色粉可以为耐高温、耐水煮的灰色粉。

本发明的又一实施例中,当所述助剂包括阻燃剂、色粉、抗氧剂和抗uv助剂时,以所述尼龙复合材料为基准,所述阻燃剂的质量百分含量为5-10%,所述色粉的质量百分含量为1-2%,所述抗氧剂的质量百分含量为0.1-0.5%,所述抗uv助剂的质量百分含量为0.1-0.3%。通过将以上阻燃剂、色粉、抗氧剂和抗uv助剂的质量百分含量分别限定在以上范围内,能够在保证尼龙复合材料满足各种性能指标的同时节省成本。

其中,所述固体润滑剂可以为具有润滑作用的层状结构化合物,如石墨、二硫化钼等。

优选的,所述固体润滑剂选自纳米二硫化钼和聚四氟乙烯微粉中的至少一种。

其中,所述纳米二硫化钼是层状结构化合物,分子结构中钼原子夹在两层硫原子中间,形成s-mo-s单元层,层间分子作用力弱,易分离,对偶摩擦时形成转移膜,是最常用的固体润滑剂,并且,与石墨相比,绝缘性较好,能够提高尼龙复合材料的绝缘性能,从而可以将尼龙复合材料应用于防触电技术领域。聚四氟乙烯微粉是片晶与非结晶部分交替排列的层状结构,其中的非结晶部分容易滑移,同时聚四氟乙烯具有较低的内聚能,粘着力低,摩擦系数极低,有利于固体润滑,并且在对玻璃纤维进行改性处理时聚四氟乙烯微粉通过浸渍方式的添加量有限,通过在共混挤出过程中添加聚四氟乙烯微粉,能够进一步提高所述尼龙复合材料的润滑性能。

本发明的又一实施例中,当所述固体润滑剂选自纳米二硫化钼和聚四氟乙烯微粉时,以所述尼龙复合材料为基准,所述固体润滑剂中所述纳米二硫化钼的质量百分含量为2-5%,所述聚四氟乙烯微粉的质量百分含量为5-10%。所述纳米二硫化钼的含量过高会影响材料的韧性,增加成本,所述聚四氟乙烯微粉的含量过低润滑性不足,含量过高磨耗增加,不利于尼龙复合材料的耐磨强度的提高。

优选的,所述纳米二硫化钼的粒径为70-100nm。

第三方面,本发明实施例提供一种尼龙复合材料,

根据如上所述的制备方法制备获得。

本发明实施例提供一种尼龙复合材料,通过将尼龙和改性玻璃纤维共混并挤出成型获得,由于该改性玻璃纤维由玻璃纤维在聚四氟乙烯和稀土混合分散液中进行浸渍处理后,通过干燥和烧结获得。因此,能够在对所述玻璃纤维进行改性时,提高所述玻璃纤维与所述聚四氟乙烯之间的界面结合力,有利于所述玻璃纤维和所述聚四氟乙烯之间的融合,而所获得的改性玻璃纤维具有良好的润滑性能,在与尼龙进行共混挤出时,能够防止玻璃纤维被磨损而粘附在对磨面,并且,由于所述稀土离子的粒径小于聚四氟乙烯的粒径,稀土离子容易被聚四氟乙烯包裹,因此,在共混挤出阶段,稀土离子可渗入聚四氟乙烯非结晶区域聚四氟乙烯断裂的碳链形成配位键而生成配合物,这些配合物使分子量高达几百万的层絮状聚四氟乙烯断裂成一段段的线状结构,在摩擦过程中聚四氟乙烯结晶薄层更容易从聚四氟乙烯机体中抽出,从而表现出更小的摩擦系数,通过所述稀土化合物、聚四氟乙烯和玻璃纤维之间的化学和物理作用,更加有利于玻璃纤维与聚四氟乙烯的融合,能够显著提高玻璃纤维的润滑性能,从而能够进一步提高尼龙复合材料的强度,以及耐磨损性能和润滑性能。

第四方面,本发明实施例提供一种如上所述的尼龙复合材料作为插座保护门在防触电保护中的应用。

本发明实施例提供一种尼龙复合材料的应用,由于该尼龙复合材料具有较高的强度,优良的耐磨性能和润滑性能,且能够改善制件的尺寸稳定性,因此,在将该尼龙复合材料制作成保护门应用于防触电保护中时,能够保证在一定插拔次数后保护门不失效且保持较好的插拔手感。

以下,本发明实施例将通过实施例对本发明进行说明。这些实施例仅是为了具体说明本发明而提出的示例,本领域技术人员可以知道的是本发明的范围不受这些实施例的限制。

对比例1

为了方便描述,将对比例制备所获得的保护门记为e。

将尼龙树脂、聚四氟乙烯微粉、阻燃剂、色粉及各类助剂计量称重混合均匀后投入双螺杆挤出机,将玻璃纤维采用侧喂的方式计量添加入所述双螺杆挤出机中,共混挤出,并注塑成型获得保护门e。

制备保护门e所采用的尼龙复合材料的各组分以及所对应的质量配比分别为:尼龙66占62%、玻璃纤维占25%、聚四氟乙烯微粉占6%、阻燃剂占5%、色粉占1.5%、抗氧剂占0.3%、抗uv助剂占0.2%。

对比例2

为了方便描述,将对比例2所获得的保护门记为f。

(1)改性玻璃纤维的制备:

将玻璃纤维在500℃马弗炉中烧蚀1h,然后将烧蚀后的玻璃纤维在浸渍在活性润滑剂中4h,随后取出烘干并在300℃马弗炉中烧结,获得改性玻璃纤维。其中,上述活性润滑剂的各组分配比为:聚四氟乙烯微粉占50%、乙醇占49%、盐酸占1%。

(2)保护门f的成型:

将尼龙树脂、聚四氟乙烯微粉、阻燃剂、色粉及各类助剂计量称重混合均匀后投入双螺杆挤出机,将上述所获得的改性玻璃纤维采用侧喂的方式加入所述双螺杆挤出机中,共混挤出并注塑成型获得保护门f。

制备保护门f所采用的尼龙复合材料的各组分以及所对应的质量配比分别为:尼龙66占62%、改性玻璃纤维占25%、聚四氟乙烯微粉占6%、阻燃剂占5%、色粉占1.5%、抗氧剂占0.3%、抗uv助剂占0.2%。

实施例1

为了方便描述,将实施例1所获得的保护门记为a。

(1)改性玻璃纤维的制备:

将玻璃纤维在500℃马弗炉中烧蚀1h,然后将烧蚀后的玻璃纤维在浸渍在活性润滑剂中4h,随后取出烘干并在300℃马弗炉中烧结,获得改性玻璃纤维。其中,上述活性润滑剂的各组分配比为:聚四氟乙烯微粉占50%、氧化镧占3%,乙醇占47%。

(2)保护门a的成型:

将尼龙树脂、聚四氟乙烯微粉、阻燃剂、色粉及各类助剂计量称重混合均匀后投入双螺杆挤出机,将上述所获得的改性玻璃纤维采用侧喂的方式加入所述双螺杆挤出机中,共混挤出并注塑成型获得保护门a。

制备保护门a所采用的尼龙复合材料的各组分以及所对应的质量配比分别为:尼龙66占62%、改性玻璃纤维占25%、聚四氟乙烯微粉占6%、阻燃剂占5%、色粉占1.5%、抗氧剂占0.3%、抗uv助剂占0.2%。

实施例2

为了方便描述,将实施例1所获得的保护门记为b。

(1)改性玻璃纤维的制备:

将玻璃纤维在600℃马弗炉中烧蚀0.5h,然后将烧蚀后的玻璃纤维在浸渍在活性润滑剂中2h,随后取出烘干并在280℃马弗炉中烧结,获得改性玻璃纤维。其中,上述活性润滑剂的各组分配比为:聚四氟乙烯微粉占56%、氯化镧占2%、乙醇占40%、盐酸占2%。

(2)保护门b的成型:

将尼龙树脂、聚四氟乙烯微粉、阻燃剂、色粉及各类助剂计量称重混合均匀后投入双螺杆挤出机,将上述所获得的改性玻璃纤维采用侧喂的方式加入所述双螺杆挤出机中,共混挤出并注塑成型获得保护门b。

制备保护门b所采用的尼龙复合材料的各组分以及所对应的质量配比分别为:尼龙6占63.4%、改性玻璃纤维占20%、聚四氟乙烯微粉占5%、阻燃剂占10%、色粉占1%、抗氧剂占0.5%、抗uv助剂占0.1%。

实施例3

为了方便描述,将实施例3所获得的保护门记为c。

(1)改性玻璃纤维的制备:

将玻璃纤维在450℃马弗炉中烧蚀1h,然后将烧蚀后的玻璃纤维在浸渍在活性润滑剂中3h,随后取出烘干并在280℃马弗炉中烧结,获得改性玻璃纤维。其中,上述活性润滑剂的各组分配比为:聚四氟乙烯微粉占40%、氯化铈占5%、乙醇占54.5%、硫酸占0.5%。

(2)保护门c的成型:

将尼龙树脂、聚四氟乙烯微粉、阻燃剂、色粉及各类助剂计量称重混合均匀后投入双螺杆挤出机,将上述所获得的改性玻璃纤维采用侧喂的方式加入所述双螺杆挤出机中,共混挤出并注塑成型获得保护门c。

制备保护门c所采用的尼龙复合材料的各组分以及所对应的质量配比分别为:尼龙66占51%、改性玻璃纤维占30%、聚四氟乙烯微粉占10%、纳米二硫化钼占2%、阻燃剂占5.5%、色粉占1.1%、抗氧剂占0.1%、抗uv助剂占0.3%。

实施例4

为了方便描述,将实施例4所获得的保护门记为d。

(1)改性玻璃纤维的制备:

将玻璃纤维在500℃马弗炉中烧蚀1h,然后将烧蚀后的玻璃纤维在浸渍在活性润滑剂中2h,随后取出烘干并在300℃马弗炉中烧结,获得改性玻璃纤维。其中,上述活性润滑剂的各组分配比为:聚四氟乙烯微粉占60%、三氧化二铈占2%、乙醇占37%、硝酸占1%。

(2)保护门d的成型:

将尼龙树脂、聚四氟乙烯微粉、阻燃剂、色粉及各类助剂计量称重混合均匀后投入双螺杆挤出机,将上述所获得的改性玻璃纤维采用侧喂的方式加入所述双螺杆挤出机中,共混挤出并注塑成型获得保护门d。

制备保护门d所采用的尼龙复合材料的各组分以及所对应的质量配比分别为:尼龙66占57%、改性玻璃纤维占25%、聚四氟乙烯微粉占6%、纳米二硫化钼占5%、阻燃剂占5%、色粉占1.5%、抗氧剂占0.3%、抗uv助剂占0.2%。

实验例

将对比例1-2和实施例1-4所获得的尼龙复合材料的各性能参数及通过注塑成型所获得的保护门a-f组装成插座产品的打开保护门力和极限寿命进行测试,具体结果参见如下表1所示。

表1

其中,采用摩擦副为hv160-170的锡磷青铜对尼龙复合材料的动摩擦系数进行测试,采用自制往复线性磨耗仪对尼龙复合材料的线性磨耗进行测试,其中,摩擦头选用直径为1.5mm的skd61钢hrc52,测试过程中的荷重为1.35kg,循环速度为60来回/min,循环2万次。

在插座无插套状态时测试打开保护门所需要的力。

采用插头与组装成的插座产品进行插拔操作,直至插座中保护门失效,对插座的极限寿命进行测试。

由以上表1可知:在活性润滑剂中添加有稀土化合物时,能够大幅度降低尼龙复合材料的摩擦系数,从而能够显著提升尼龙复合材料的润滑性能,将所制作的保护门组成插座产品进行性能测试发现:打开保护门所需的力与材料的动摩擦系数成正比,插座的极限寿命次数与保护门的线性磨耗成反比。本发明实施例中所获得的保护门的摩擦系数明显降低,相应地,打开保护门所需的力和磨耗均有所降低,而应用保护门的插座的极限寿命有明显的提高。

综上,通过将玻璃纤维在活性润滑剂中进行浸渍处理,并通过干燥和烧结进行改性,通过稀土化合物能够改善聚四氟乙烯和玻璃纤维之间的界面结合力,有利于聚四氟乙烯在所述玻璃纤维表面的附着,从而改善了玻璃纤维的润滑性能,再通过将所获得的改性玻璃纤维与尼龙进行共混挤出,一方面,该改性玻璃纤维能够防止玻璃纤维被磨损而粘附在对磨面,另一方面,稀土化合物在聚四氟乙烯的包裹下可渗入聚四氟乙烯非结晶区域聚四氟乙烯断裂的碳链形成配位键而生成配合物,这些配合物使分子量高达几百万的层絮状聚四氟乙烯断裂成一段段的线状结构,在摩擦过程中聚四氟乙烯结晶薄层更容易从聚四氟乙烯机体中抽出,从而表现出更小的摩擦系数,通过所述稀土化合物、聚四氟乙烯和玻璃纤维之间的化学和物理作用,更加有利于玻璃纤维与聚四氟乙烯的融合,能够显著提高玻璃纤维的润滑性能。这样一来,能够有效提升尼龙材料的强度、耐磨损性能和润滑性能,同时还能够改善制件的尺寸稳定性,将该尼龙复合材料制备成保护门应用于插座时,能够提高插座的插拔手感和寿命。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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