一种耐磨高抗冲尼龙复合材料及其制备方法和应用技术

一种耐磨高抗冲尼龙复合材料，以重量份计，包括以下组份：尼龙树脂20‑80份；纤维材料10‑50份；耐磨剂10‑40份；表面处理剂全氟聚醚0.1‑2份；润滑剂0.1‑1.0份和抗氧剂0.1‑0.6份。本发明专利技术的制备方法：将不同型号的耐磨剂中速混合均匀；升温至90‑100℃，再加入全氟聚醚高速混合均匀；添加尼龙树脂、润滑剂、抗氧剂，继续混合均匀；将所得混合物与纤维材料通过双螺杆挤出机熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒，即制备出耐磨高抗冲尼龙复合材料。本发明专利技术的耐磨高抗冲尼龙复合材料，摩擦系数低、耐磨性能好、力学强度高、耐热性好、韧性及抗冲击性能优异、成型收缩率低、尺寸稳定性好、材料流动性好、易于加工成型。

Abrasion resistant high impact nylon composite material, preparation method and application thereof

A wear resistant high impact nylon composite material, by weight, comprising the following components: Nylon 20 resin 80; fiber material 10 50; 10 wear-resisting agent 40; surface treatment agent perfluoropolyether 0.1 2; 0.1 and 1 lubricant antioxidant 0.1 0.6. The preparation method of the invention: different types of wear resistant agent medium mixed evenly; the temperature to 90 100 DEG C, adding perfluoropolyether high-speed mixing; adding nylon resin, lubricant, antioxidant, to mix evenly; the mixture and fiber materials by double screw extruder, extrusion, cooling, traction cutting, preparing high impact resistant nylon composite material. The invention of the wear resistance of high impact nylon composite material, low friction coefficient, good wear resistance, high mechanical strength, good heat resistance, toughness and impact resistance performance, low mold shrinkage, good dimensional stability, good fluidity, easy molding processing.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨高抗冲尼龙复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于尼龙材料领域，尤其涉及一种耐磨高抗冲尼龙复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
增强尼龙复合材料具有物理机械性能高、热稳定性好、电气性能佳、耐腐蚀等特点，被广泛应用于汽车、电子电气、国防军工和机械设备等行业。且随着“以塑代钢”、“汽车轻量化”、“节能减排”等政策的逐步实施，尼龙复合材料的应用领域也在不断拓展。相比其它类工程塑料，尼龙材料通常被用于齿轮、轴承等制造领域，但是尼龙在干态条件下摩擦系数高、耐磨性能差，限制了其在工程机械领域的广泛应用。目前浇注尼龙(MC尼龙)能较好改善材料的耐磨性能，但浇注尼龙存在强度低、报废率高、生产效率低等问题。尼龙6、尼龙66等树脂通过复合材料改性手段可以在一定程度上改善其耐磨性能，如添加石墨、二硫化钼、碳化硅等耐磨剂，但是这些改性手段通常存在以下问题：(1)耐磨剂以无机材料为主，难以解决其与尼龙的相容性问题：添加量少，耐磨性能改善不明显；添加量大，会严重损失复合材料的力学强度；(2)耐磨剂的加入对基材的韧性影响较大，导致复合材料的抗冲性能及制品抗摔性能均无法满足要求；(3)诸如石墨、二硫化钼及碳化硅等耐磨剂均为黑色或深色的填料，所制备复合材料以黑色为主，而当今各主机厂所用EPS涡轮均要求为本色，无法满足使用要求。公开号CN105647173A的中国专利申请，公开了一种耐磨尼龙复合材料及其制备方法，该复合材料是以耐高温尼龙为基材、二硫化钼作为耐磨改性剂，该复合材料的优势体现在热变形温度高，但是韧性较差，且该复合材料未经增强改性，导致其强度、韧性均无法满足EPS涡轮应用要求；同时，采用二硫化钼为黑色填料，无法制备出本色耐磨尼龙复合材料，同样满足不了EPS涡轮应用要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种耐磨高抗冲尼龙复合材料及其制备方法和应用，该尼龙复合材料具有力学强度好、摩擦系数低、耐磨性能优及抗冲击性能好等特点。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种耐磨高抗冲尼龙复合材料，以重量份计，包括以下组份：尼龙树脂：20-80份；纤维材料：10-50份；耐磨剂：8-40份；表面处理剂：0.1-2份润滑剂：0.1-1.0份；和抗氧剂：0.1-0.6份；其中，所述表面处理剂为全氟聚醚。本专利技术创造性地选择全氟聚醚作为表面处理剂，可以有效提高耐磨剂、纤维与尼龙树脂基体之间的相容性，在不增加复合材料硬度的前提下降低了复合材料的磨耗，改善了复合材料的抗冲击性能。上述的复合材料，优选的，所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙612、尼龙1212、芳香族尼龙中的一种或几种与共聚型尼龙的组合物；其中，所述共聚型尼龙为尼龙6和尼龙66的共聚树脂；其为已内酰胺与PA66盐在催化剂、水及引发单体通过水解聚合制备得到。选择尼龙树脂中含有共聚型尼龙，可以保证复合材料具有高抗冲性能。共聚尼龙可提供复合材料更好的冲击性能，但流动性稍差，将其它尼龙树脂与共聚尼龙树脂复合，可提高复合材料的加工性能。上述的复合材料，优选的，所述共聚型尼龙是由单体投料质量比为10:90～90:10的尼龙6与尼龙66的共聚而成。进一步优选的，所述尼龙6与尼龙66的单体投料质量比为40:60。上述的复合材料，优选的，所述耐磨剂为片状耐磨剂与球形耐磨剂(包括类球形耐磨剂)的混合物；其中，所述片状耐磨剂占耐磨剂的质量含量不超过20％。本专利技术选用外观以球形或类球形球磨剂为主，并与层状耐磨剂复配使用，可以改善复合材料的加工性能，使得复合材料耐磨、摩擦系数低，且不会磨损与它接触的零部件。上述的复合材料，优选的，所述片状耐磨剂选自勃姆石、滑石粉中的一种或两种；所述球形耐磨剂为聚四氟乙烯、纳米二氧化硅中的一种或两种。上述的复合材料，优选的，所述全氟聚醚的重均分子量在1000-5000。全氟聚醚的分子量太低，加工过程中易挥发，达不到效果；而分子量太高，粘度大，不利于加工过程中下料。上述的复合材料，优选的，所述润滑剂选自硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺和芥酸酰胺中的一种或几种；所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂(如245、1098)和亚磷酸酯类抗氧剂(如TNP、168)中的一种或几种；所述纤维材料选自连续性玻璃纤维、短切型玻璃纤维、连续性碳纤维及短切型碳纤维中的一种或几种。作为一个总的专利技术构思，本专利技术提供一种上述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将不同型号的耐磨剂中速混合均匀；(2)升温至90-100℃，再加入全氟聚醚高速混合均匀；(3)将尼龙树脂、润滑剂、抗氧剂添加至步骤(2)得到的混合物中，继续混合均匀；(4)将步骤(3)后得到的混合物与纤维材料通过双螺杆挤出机熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒，即制备出所述耐磨高抗冲尼龙复合材料。上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，混合速度为200-300转/分钟、混合时间为2-3分钟；所述步骤(2)中，混合速度为300-400转/分钟、混合时间为2-3分钟；所述步骤(3)中，混合的时间为2-3分钟。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供上述的耐磨高抗冲尼龙复合材料或由上述的制备方法获得的所述耐磨高抗冲尼龙复合材料在汽车EPS电动助力转向用涡轮、汽车轴套、耐热及强度和韧性要求高的车用塑料零部件中的应用。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的耐磨高抗冲尼龙复合材料，摩擦系数低、耐磨性能好、力学强度高、耐热性好、韧性及抗冲击性能优异、成型收缩率低、尺寸稳定性好、材料流动性好、易于加工成型。(2)本专利技术的耐磨高抗冲尼龙复合材料中引入了含共聚型尼龙树脂作为基体，通过共聚型尼龙中尼龙66打乱尼龙6分子的规整排列、降低体系结晶度，使尼龙6中无定形区增加、减弱氢键作用，结合纤维材料的增强技术，确保复合材料的高强度、高韧性，使复合材料表现出高强度、高抗冲等优异的性能。(3)本专利技术的耐磨高抗冲尼龙复合材料中引入全氟聚醚，并结合耐磨剂表面处理技术，解决耐磨剂与基材之间的相容性问题，可以有效提高耐磨剂、纤维与尼龙树脂基体之间的相容性，在不增加复合材料硬度的前提下降低了复合材料的磨耗，改善了复合材料的抗冲击性能。(4)本专利技术选择球形耐磨剂和片状耐磨剂的复合使用，发挥耐磨剂间的协效作用，可有效降低复合材料的摩擦系数、提高耐磨性能；且所选取的耐磨剂均为本色，解决了长期以来耐磨复合材料及制品的颜色问题。(5)本专利技术的耐磨高抗冲尼龙复合材料，其制备方法简单，易于工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的耐磨高抗冲尼龙复合材料的电镜扫面照片一。图2为本专利技术实施例1制备的耐磨高抗冲尼龙复合材料的电镜扫面照片二。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。各实施例和对比例的耐磨高抗冲尼龙复合材料的组份见表1所示：表1实施实例和对比实例物料配方表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨高抗冲尼龙复合材料，其特征在于，以重量份计，包括以下组份：尼龙树脂：20‑80份；纤维材料：10‑50份；耐磨剂：8‑40份；表面处理剂：0.1‑2份；润滑剂：0.1‑1.0份；和抗氧剂：0.1‑0.6份；其中，所述表面处理剂为全氟聚醚。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨高抗冲尼龙复合材料，其特征在于，以重量份计，包括以下组份：尼龙树脂：20-80份；纤维材料：10-50份；耐磨剂：8-40份；表面处理剂：0.1-2份；润滑剂：0.1-1.0份；和抗氧剂：0.1-0.6份；其中，所述表面处理剂为全氟聚醚。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙612、尼龙1212、芳香族尼龙中的一种或几种与共聚型尼龙的组合物；其中，所述共聚型尼龙为尼龙6和尼龙66的共聚树脂。3.如权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述共聚型尼龙是由单体投料质量比为10:90～90:10的尼龙6与尼龙66共聚而成。4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述耐磨剂为片状耐磨剂与球形耐磨剂的混合物；其中，所述片状耐磨剂占耐磨剂的质量含量不超过20％。5.如权利要求4所述的复合材料，其特征在于，所述片状耐磨剂选自勃姆石、滑石粉中的一种或两种；所述球形耐磨剂为聚四氟乙烯、纳米二氧化硅中的一种或两种。6.如权利要求1-5任一项所述的复合材料，其特征在于，所述全氟聚醚的重均分子量在1000-5000。7.如权利要求1-5任一项所述的复合材料，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘典松，胡天辉，姚丁杨，刘婷，邓凯桓，姜其斌，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43