本发明属于材料制备
技术领域：
，具体涉及一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料及该尼龙材料的制备方法。
背景技术：
尼龙作为一种力学性能优良且比重小的特殊工程塑料，已被大量应用于国外高速铁路，例如尼龙挡板座，钢轨绝缘轨距块和岔枕用塑料套管等。具体来说：(1)尼龙材料的机械强度高，具有较好的抗拉、抗压强度，耐疲劳性能突出，尼龙制品可经多次反复屈折仍能保持原有机械强度；(2)尼龙制品的表面光滑，摩擦系数小，比较耐磨；(3)尼龙材料对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力；(4)尼龙材料具有优良的电气性能，电绝缘性好，体积电阻很高，耐击穿电压高，在干燥环境下可作为工频绝缘材料来使用，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。然而，尼龙材料普遍存在耐低温性不佳以及长期耐老化性不高的缺陷。例如，强风区接触网吊铉一般采用整体刚性滑动不可调式的铜吊铉，它一次加工成型，一次安装到位，不可调整，充分突出了接触网设备“高可靠、少维修”的技术要求。但是实际应用中却对吊铉中的滑动部件(ab尼龙套)提出了相当高的要求，因为接触网固定吊铉常年暴露在高寒气候条件下，经受阳光照射，固定吊铉需要承受一定压力，ab尼龙套在风摆和过列车的过程中长期的震动滑动下容易产生磨损，因此要求该材料必须具有一定的耐低温耐气候老化和耐磨损性。而目前该材料仍依赖于进口，使用成本较高，国产相关的材料综合性能又很难满足要求，因此开发一款适用于铁路用的国产耐低温耐磨损抗老化尼龙材料就显得十分必要了。技术实现要素：本发明的第一个目的是提供一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，解决目前国内的尼龙材料普遍存在耐低温性不佳以及长期耐老化性不高的缺陷。本发明的第二个目的是提供一种上述尼龙材料的制备方法，同样用于解决目前国内的尼龙材料普遍存在耐低温性不佳以及长期耐老化性不高的缺陷。为了实现本发明的第一个目的，本发明所采用的第一种技术方案是，一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，按照重量对以下原料进行配份：60份-85份pa66，5份-15份pa6，5份-20份耐低温增韧剂，0.1份-1份的润滑耐磨改性剂，0.1份-0.5份受阻酚类的主抗氧剂，0.1份-0.5份亚磷酸酯类的辅助抗氧剂，0.1份-0.5份的光稳定剂，0.1份-0.5份的热稳定剂。本发明第一种技术方案，还具有以下特点：所述耐低温增韧剂为马来酸酐接枝epdm和poe按1：1复配。epdm为三元乙丙橡胶，马来酸酐接枝率为0.5-1％。poe为乙烯-辛烯共聚弹性体。所述pa66和pa6的相对粘度均在2.7±0.01之间。所述润滑耐磨改性剂为以pe为载体的高分子量有机聚硅氧烷母粒。所述受阻酚类的主抗氧剂为新型耐高温受阻酚类抗氧剂n，n’-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)。所述辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。所述光稳定剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑，双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯，炭黑的1：1：1复配物。所述热稳定剂为有机铜盐，是一种铜复合物的抗氧剂，同时含有有效的润滑剂(脂肪酸盐，蜡)。所述色母为pa6载体色母卡博特pa3785，与尼龙树脂相容性好，着色率高。为了实现本发明的第二个目的，本发明所采用的第二种技术方案是：一种上述尼龙材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照重量，分别量取60份-85份pa66，5份-15份pa6，5份-20份耐低温增韧剂，0.1份-1份润滑耐磨改性剂，0.1份-0.5份主抗氧剂，0.1份-0.5份辅助抗氧剂，0.1份-0.5份的光稳定剂，0.1份-0.5份的热稳定剂，0.5份-2份的色母；步骤2，将经步骤1量取的pa66和pa6烘干；步骤3，将经步骤2得到的pa66和pa6混合后加入适量白油搅拌10min-15min，之后再加入经步骤1量取的耐低温增韧剂、润滑耐磨改性剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色母等搅拌15min-20min得到混合物料；步骤4，将步骤3得到的混合物料加入挤出机，并将挤出机机筒的温度控制在230℃-270℃之间，挤出机机头的温度控制在260℃，经过挤出机的挤出、拉条、水冷和切粒后得到最终的尼龙材料。本发明的第二种技术方案，还具以下特征：在所述步骤2中，pa66和pa6的烘干温度为90℃-110℃，烘干温度为3h-6h。本发明的有益效果是：通过本发明制备方法制备得到的电气化铁道接触网固定吊铉用的尼龙材料，可在-50℃的低温条件下长期保持15kj/m2以上的冲击强度。500h耐紫外老化后，性能保持85％以上，能够在户外长期使用。具有优异的耐磨性。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。本发明涉及的一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，按照重量对以下原料进行配份：60份-85份相对粘度在2.7±0.01之间的pa66，5份-15份相对粘度在2.7±0.01之间的pa6，5份-20份耐低温增韧剂，0.1份-1份高分子量有机聚硅氧烷类的润滑耐磨改性剂，0.1份-0.5份高分子量受阻酚类的主抗氧剂，0.1份-0.5份亚磷酸酯类的辅助抗氧剂，0.1份-0.5份光稳定剂，0.1份-0.5份热稳定剂，0.5份-2份色母。本发明涉及的一种制备上述电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照重量比，分别量取60份-85份相对粘度在2.7±0.01之间pa66，5份-15份相对粘度在2.7±0.01之间pa6，5份-20份耐低温增韧剂，0.1份-1份润滑耐磨改性剂，0.1份-0.5份主抗氧剂，0.1份-0.5份辅助抗氧剂，0.1份-0.5份的光稳定剂，0.2份-0.5份的热稳定剂，0.5份-2份的色母。步骤2，将经步骤1量取的pa66和pa6置于90℃-110℃的条件下烘干3h-6h；步骤3，将经步骤2得到的pa66和pa6混合后加入适量白油搅拌10min-15min，之后再加入经步骤1量取的耐低温增韧剂、润滑耐磨改性剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色母等搅拌15min-20min得到混合物料；步骤4，将步骤3得到的混合物料加入挤出机，并将挤出机机筒的温度控制在230℃-270℃之间，挤出机机头的温度控制在260℃，经过挤出机的挤出、拉条、水冷和切粒后得到最终的尼龙材料。高粘度的尼龙树脂，具有高的分子量，分子量高的尼龙更加稳定，耐光，耐热，耐老化性更好，能够提供良好的低温性能；高的分子量还减少了水解和降解的风险，对于抗水解性和耐低温性都有好的影响；但是粘度越低，流动性越好，便于成型加工。综合考虑性能及加工性，本发明的尼龙树脂选择中等分子量的尼龙树脂原料，即选择相对粘度在2.7±0.01之间的pa66作为主料，部分添加相对粘度在2.7±0.01之间的pa6，以增加其韧性，提高流动性并降低成本。耐低温增韧剂选择马来酸酐接枝epdm，马来酸酐接枝率1.2％，马来酸酐具有强的极性，与树脂相容性好，能够很好的分散在树脂当中。epdm具有优异的耐低温性，用在尼龙增韧里，相比于其它增韧剂提供了尼龙出色的韧性和耐低温性。epdm接枝马来酸酐既起到界面相容剂的作用，又提高了体系的韧性和耐低温性。poe与尼龙的相容性较差，直接增韧尼龙达不到很好的效果，但是与马来酸酐接枝epdm复配后，马来酸酐接枝poe起到了相容剂的作用，两者复配明显提高了增韧的效果，poe相比于epdm接枝马来酸酐较好的流动性，保持了体系足够的流动性。因此，通过二者的复配使尼龙-50℃下低温冲击明显提高。耐磨润滑剂为一种高分子量有机聚硅氧烷母粒，它是以pe树脂为载体，将聚硅氧烷分散在基体中，提高分散性。聚硅氧烷具有很强的极性，可以很好的与树脂相容。高的分子量使得其耐析出性好，有良好的稳定性，对材料性能影响小。加工过程减少了设备的摩擦，降低扭矩，提高了流动性，从而保证了产品外观，使制品达到光亮的效果。主抗氧剂为一种高分子量的受阻酚类抗氧剂n，n’-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)，具有良好的热稳定性，抗析出，能够有效捕捉链反应产生的自由基，中断活性链的增长。辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，能够抑制、延缓引发过程中自由基的生成，分解氢过氧化物，钝化残存于聚合物中的金属离子。主抗氧剂与辅助抗氧剂复配，产生协同效应，提供给制品加工过程的热氧稳定性和长期的老化稳定性。光稳定剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑，双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯，炭黑的1：1：1复配物。与尼龙高度相容，并与尼龙分子键结合在一起，使其对尼龙的光稳定性超越传统光稳定剂的极限。分子量高，耐析出性好。复配能产生协同效应，提高抗光氧老化的效率，满足其户外长期使用的条件。热稳定剂是一种有机铜盐，是一种铜复合物的抗氧剂和增效剂的混合物，同时含有有效的润滑剂(脂肪酸盐，蜡)。与酰胺基团进行反应螯合，保护酰胺基团在长期的紫外、热氧的工作环境中，免受热氧基团与其它活性基团的攻击，防止分子链断裂降解。为尼龙提供长期耐热老化性，抵抗化学腐蚀以及恶劣的气候条件。通过本发明制备方法制备得到的电气化铁道接触网固定吊铉用的尼龙材料，可在-50℃的低温条件下长期保持15kj/m2以上的冲击强度。500h耐紫外老化后，性能保持85％以上，能够在户外长期使用。并具有优异的耐磨性。实施例1本发明的一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，按照重量对以下原料进行配份：82份相对粘度为2.7的pa66，10份相对粘度为2.7的pa6，8份耐低温增韧剂，0.5份润滑耐磨改性剂，0.2份主抗氧剂，0.2份辅助抗氧剂，0.1份光稳定剂，0.1份热稳定剂，1份色母。本发明的一种制备上述电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照重量比，分别量取82份pa66，10份pa6，8份耐低温增韧剂，0.5份润滑耐磨改性剂，0.2主抗氧剂，0.2份辅助抗氧剂，0.1份的光稳定剂，0.1份热稳定剂，1份色母；步骤2，将经步骤1量取的pa66和pa6置于100℃的条件下烘干4h；步骤3，将经步骤2得到的pa66和pa6混合后加入适量白油搅拌12min，之后再加入经步骤1量取的耐低温增韧剂、润滑耐磨改性剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色母等搅拌18min得到混合物料；步骤4，将步骤3得到的混合物料加入挤出机，并将挤出机机筒的温度控制在250℃之间，挤出机机头的温度控制在260℃，经过挤出机的挤出、拉条、水冷和切粒后得到最终的尼龙材料。该尼龙材料性能检测结果如下：实施例2本发明的一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，按照重量对以下原料进行配份：78份相对粘度为2.7之间的pa66，10份相对粘度为2.7的pa6，12份耐低温增韧剂，0.5份高分子量有机聚硅氧烷类的润滑耐磨改性剂，0.2份高分子量受阻酚类的主抗氧剂，0.2份亚磷酸酯类的辅助抗氧剂，0.15份光稳定剂，0.1份热稳定剂，1份色母。本发明的一种制备上述电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照重量比，分别量取78份pa66，10份pa6，12份耐低温增韧剂，0.5份润滑耐磨改性剂，0.2份主抗氧剂，0.2份辅助抗氧剂，0.15份的光稳定剂，0.1份的热稳定剂，1份的色母；步骤2，将经步骤1量取的pa66和pa6置于90℃的条件下烘干4h；步骤3，将经步骤2得到的pa66和pa6混合后加入适量白油搅拌15min，之后再加入经步骤1量取的耐低温增韧剂、润滑耐磨改性剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色母等搅拌20min得到混合物料；步骤4，将步骤3得到的混合物料加入挤出机，并将挤出机机筒的温度控制在260℃之间，挤出机机头的温度控制在260℃，经过挤出机的拉出、拉条、水冷和切粒后得到最终的尼龙材料。该尼龙材料性能检测结果如下：物性单位测试方法测试条件市场同类料本发明材料拉伸强度mpagb/t104050mm/min4847弯曲强度mpagb/t93412mm/min5354低温缺口冲击kj/m2gb/t1843-50℃1516老化后外观--gb/t16422500h表面无龟裂等变化表面无龟裂等变化老化后性能保持％gb/t16422500h80％拉伸强度保持率92％摩擦系数--gb3960200min0.03650.0325实施例3本发明的一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，按照重量对以下原料进行配份：75份相对粘度为的pa66，10份相对粘度为2.7的pa6，15份耐低温增韧剂，1份高分子量有机聚硅氧烷类的润滑耐磨改性剂，0.2份高分子量受阻酚类的主抗氧剂，0.2份亚磷酸酯类的辅助抗氧剂，0.2份光稳定剂，0.2热稳定剂，1份色母。本发明的一种制备上述电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照重量比，分别量取75份pa66，10份pa6，15份耐低温增韧剂，1份润滑耐磨改性剂，0.2份主抗氧剂，0.2份辅助抗氧剂，0.2份的光稳定剂，0.2份的热稳定剂，1份的色母；步骤2，将经步骤1量取的pa66和pa6置于100℃的条件下烘干5h；步骤3，将经步骤2得到的pa66和pa6混合后加入适量白油搅拌15min，之后再加入经步骤1量取的耐低温增韧剂、润滑耐磨改性剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色母等搅拌15min得到混合物料；步骤4，将步骤3得到的混合物料加入挤出机，并将挤出机机筒的温度控制在270℃之间，挤出机机头的温度控制在260℃，经过挤出机的挤出、拉条、水冷和切粒后得到最终的尼龙材料。该尼龙材料性能检测结果如下：物性单位测试方法测试条件市场同类料本发明材料拉伸强度mpagb/t104050mm/min4847弯曲强度mpagb/t93412mm/min5354低温缺口冲击kj/m2gb/t1843-50℃1518老化后外观--gb/t16422500h表面无龟裂等变化表面无龟裂等变化老化后性能保持--gb/t16422500h80％拉伸强度保持率96％摩擦系数％gb3960200min0.03650.0215实施例4本发明的一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，按照重量对以下原料进行配份：72份相对粘度为的pa66，10份相对粘度为2.7的pa6，18份耐低温增韧剂，1份高分子量有机聚硅氧烷类的润滑耐磨改性剂，0.2份高分子量受阻酚类的主抗氧剂，0.2份亚磷酸酯类的辅助抗氧剂，0.2份光稳定剂，0.2热稳定剂，1份色母。本发明的一种制备上述电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照重量比，分别量取72份pa66，10份pa6，18份耐低温增韧剂，1份润滑耐磨改性剂，0.2份主抗氧剂，0.2份辅助抗氧剂，0.2份的光稳定剂，0.2份的热稳定剂，1份的色母；步骤2，将经步骤1量取的pa66和pa6置于100℃的条件下烘干5h；步骤3，将经步骤2得到的pa66和pa6混合后加入适量白油搅拌15min，之后再加入经步骤1量取的耐低温增韧剂、润滑耐磨改性剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色母等搅拌15min得到混合物料；步骤4，将步骤3得到的混合物料加入挤出机，并将挤出机机筒的温度控制在270℃之间，挤出机机头的温度控制在260℃，经过挤出机的挤出、拉条、水冷和切粒后得到最终的尼龙材料。该尼龙材料性能检测结果如下：物性单位测试方法测试条件市场同类料本发明材料拉伸强度mpagb/t104050mm/min4846弯曲强度mpagb/t93412mm/min5352低温缺口冲击kj/m2gb/t1843-50℃1520老化后外观--gb/t16422500h表面无龟裂等变化表面无龟裂等变化老化后性能保持--gb/t16422500h80％拉伸强度保持率96％摩擦系数％gb3960200min0.03650.0215实施例5本发明的一种电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料，按照重量对以下原料进行配份：70份相对粘度为的pa66，10份相对粘度为2.7的pa6，20份耐低温增韧剂，1份高分子量有机聚硅氧烷类的润滑耐磨改性剂，0.2份高分子量受阻酚类的主抗氧剂，0.2份亚磷酸酯类的辅助抗氧剂，0.2份光稳定剂，0.2热稳定剂，1份色母。本发明的一种制备上述电气化铁道接触网固定吊铉用尼龙材料的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，按照重量比，分别量取70份pa66，10份pa6，20份耐低温增韧剂，1份润滑耐磨改性剂，0.2份主抗氧剂，0.2份辅助抗氧剂，0.2份的光稳定剂，0.2份的热稳定剂，1份的色母；步骤2，将经步骤1量取的pa66和pa6置于100℃的条件下烘干5h；步骤3，将经步骤2得到的pa66和pa6混合后加入适量白油搅拌15min，之后再加入经步骤1量取的耐低温增韧剂、润滑耐磨改性剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色母等搅拌20min得到混合物料；步骤4，将步骤3得到的混合物料加入挤出机，并将挤出机机筒的温度控制在270℃之间，挤出机机头的温度控制在260℃，经过挤出机的挤出、拉条、水冷和切粒后得到最终的尼龙材料。该尼龙材料性能检测结果如下：物性单位测试方法测试条件市场同类料本发明材料拉伸强度mpagb/t104050mm/min4845弯曲强度mpagb/t93412mm/min5352低温缺口冲击kj/m2gb/t1843-50℃1522老化后外观--gb/t16422500h表面无龟裂等变化表面无龟裂等变化老化后性能保持--gb/t16422500h80％拉伸强度保持率96％摩擦系数％gb3960200min0.03650.0215综上所述，通过添加复配的耐低温增韧剂，材料常温冲击大幅提高，低温-50度冲击达到20kj/m2以上，是未改性材料的4倍。随着增韧剂比例的提高，低温冲击也明显提高，如实施例五，添加量20份时低温冲击由实施例一中添加15份时的15kj/m2提高至22kj/m2。优于进口的同类材料，成本却比进口材料大大降低。光稳定剂和热稳定剂按照一定比例配合，使材料光老化性和热老化性明显提高。随着老化助剂比例的增加，老化后拉伸强度保持率随之提高，实施例三中，老化后拉伸强度保持率达到96％以上。耐磨润滑剂的加入使材料耐磨性提高，外观光泽好，黑度高，延长了材料的使用时间。耐磨润滑剂由0.5份增加至1份，摩擦系数由0.0325降至0.0215。综上所述，本发明材料综合性能与进口同类材料相当，-50℃低温冲击强度，老化性，耐磨性都略高于进口同类材料。当前第1页12