一种高耐磨特种尼龙材料的配方及其制备方法与流程

文档序号:24238789发布日期:2021-03-12 13:12阅读:211来源:国知局
本发明涉及的领域包括一种有机高分子复合材料的配方及工艺方法,更准确地说,是通过填充改性提高特种尼龙pa9t材料耐磨性能的配方及工艺方法。
背景技术
:pa9t是日本可乐丽公司开发的一种半芳香族特种尼龙材料。与普通尼龙材料相比,pa9t由于分子链中引入了芳香环,玻璃化转变温度显著提高,耐热性能增强,且吸水率降低,具有良好的尺寸稳定性和耐溶剂性能。在力学性能方面,pa9t的强度与模量远高于普通尼龙材料。另外,pa9t的分子链具有良好的柔顺性,且分子链结构规整,结晶速率较快,结晶度较高,因此pa9t还具有良好的加工性能。作为一种综合性能优良的特种工程塑料,pa9t在航空航天、电子电工、机械制造以及“以塑代钢”的解决方案等领域具有广泛的应用前景。国内发展pa9t起步较晚,技术相对落后,相关材料主要依赖进口,因此导致原材料成本居高不下,与其他尼龙材料相比优势不明显,在一定程度上限制了其应用与发展。另一方面,在用作工业领域的零部件使用时,在高强度、高频率的作业环境下,pa9t材料的耐磨性能不足,导致零件在长时间使用后磨损严重,存在一定的安全隐患。因此pa9t材料虽然自身具有高强度、高模量的特点,但要应用在上述极端环境下,其耐磨性能亟待提高。本发明阐述了一种通过石墨填充改性pa9t材料的配方及工艺方法,在保证pa9t材料自身高强度、高模量的基础上,实现了材料耐磨性能的改善。石墨作为一种无机非金属材料,自身具有较高的耐摩擦磨损性能,且来源广泛,成本低廉,是一种性能优良的耐磨改性剂。以石墨为耐磨改性剂,并与pa9t、玻纤等材料共混改性,不仅可以有效克服pa9t材料耐磨性能不足的技术缺点,使其更好地应用于极端工况条件下的工业产品制造,更能有效降低材料成本,可大大拓展其应用与发展。技术实现要素:本发明的目的在于克服现有技术条件下pa9t材料耐磨性能不足的缺点,提出了使用石墨填充改性pa9t材料,改善其耐磨性能,并在一定程度上降低其成本。本发明阐述的制备高耐磨改性pa9t复合材料的工艺配方如下(所有组分按重量比计算):pa9t原料:55%~70%;玻纤材料:15%~30%;石墨填料:1%~10%,石墨的粒径大小包括但不限于5μm、15μm、50μm中的一种或几种。更准确的说,石墨的粒径大小为15μm;抗氧剂:0.5%~1.5%,抗氧剂包括但不限于1010、1076、1098中的一种或几种;热稳定剂:0.5%~1.5%,热稳定剂包括但不限于硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的一种或几种;偶联剂:0.5%~1.5%,偶联剂包括但不限于kh550、kh560、tmc-tts、tmc-114中的一种或几种;其他助剂:0.5%~1.5%。本发明阐述的制备高耐磨改性pa9t复合材料的工艺方法如下:将偶联剂按比例与石墨预先混合10~15min后常温放置4~8h;将pa9t与预处理的石墨、抗氧剂、热稳定剂以及其他助剂按比例在高混机中低速预混1~3min,再中速混合5~10min;将混合后的pa9t与玻纤按比例通过双螺杆挤出机挤出造粒、筛分、烘干后得到高耐磨改性的特种尼龙材料。本发明的优点在于使用石墨填充改性pa9t材料,能够在保证pa9t自身高强度、高模量的基础上,有效克服其耐磨性能不足的缺点,使得改性后的pa9t复合材料成为具有高强度、高模量与高耐磨等综合性能突出的特种工程塑料,且在一定程度上可以有效降低材料成本,大大拓展了其应用与发展。具体实施方式本发明所阐述的石墨改性pa9t材料的配方包括但不限于如下表1所示的4种;本发明在制备改性pa9t复合材料时,可按以下工艺流程进行:将偶联剂按比例与石墨预先混合10~15min后常温放置4~8h;将pa9t与预处理的石墨、抗氧剂、热稳定剂以及其他助剂按比例在高混机中低速预混1~3min,再中速混合5~10min;将混合后的pa9t与玻纤按比例通过双螺杆挤出机挤出造粒、筛分、烘干后得到高耐磨改性的特种尼龙材料,分别标记为配方1、配方2、配方3、配方4;通过本发明所阐述的配方和工艺方法所制备得到的4种复合材料,再经由样条制备,性能测试,得到性能检测结果如下表2所示。表格表1.石墨改性pa9t配方组成(重量百分比)组成配方1配方2配方3配方4pa9t67%66%62%57%玻纤30%30%30%30%石墨0%1%5%10%抗氧剂1%1%1%1%热稳定剂1%1%1%1%偶联剂0.5%0.5%0.5%0.5%其他助剂0.5%0.5%0.5%0.5%表2.石墨改性pa9t材料性能检测结果检测项目检测标准单位配方1配方2配方3配方4拉伸强度iso527mpa180171161152断裂伸长率iso527%4.53.52.92.5弯曲强度iso178mpa242224207189弯曲模量iso178gpa8.68.58.17.5izod冲击强度iso180kj/m28.88.57.47.1摩擦系数astmg99/0.450.390.250.18当前第1页12
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