[发明专利]一种高强耐磨注塑级尼龙及制备方法

说明书

本发明公开了一种高强耐磨注塑级尼龙及制备方法，是由以下重量百分比含量的各组分组成:尼龙89～94%，耐磨剂1～10%，增强剂0.1～0.5%,抗氧剂0.1～0.5%。各组分在高速混合机中混合2‑5分钟后，经双螺杆挤出机反应挤出即得。与目前常用的添加PTFE、二硫化钼等助剂改善尼龙耐磨的方法相比，本发明材料具有更高的机械性能，摩擦系数明显降低，而且密度降低；同时，本发明材料的性能可以与MC尼龙相媲美，适合注塑，明显提高了加工效率，节约成本。

技术领域

本发明涉及一种以尼龙为基体的复合材料及制备方法，具体地说是一种高强耐磨注塑级尼龙及制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

尼龙主链中有强极性的酰胺基，酰胺基间的氢键使分子间的结合力增强，易使结构发生结晶化，所以机械强度高，具有良好的耐油、耐磨性能，广泛用于摩擦磨损领域。但是尼龙的强极性使其在摩擦过程中有较严重的粘-滑现象，因而摩擦稳定性差，同时与PTFE、POM相比，尼龙的摩擦系数偏大，作为高速运转和强度要求高的耐磨材料使用具有局限性。为了进一步改善尼龙的耐磨性能，目前主要的途径是添加PTFE、二硫化钼等固体耐磨助剂，或者使用性能高，耐磨的MC尼龙。而这些耐磨助剂在加工过程中是以颗粒状态分散在树脂中，且添加量较大，降低了尼龙材料的强度，明显提高了材料的密度，而MC尼龙的加工过程复杂，效率低，成本高，因此进一步提高注塑级尼龙的机械性能和耐磨性能，对扩大尼龙材料在摩擦磨损领域的应用范围具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前尼龙作为耐磨材料存在上述的缺陷和不足，提供一种强度高，摩擦系数小的的尼龙材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

以尼龙为基体，不同于聚四氟乙烯(PTFE)的高分子润滑剂为耐磨助剂，本法明中增加反应官能团在主链的高分子作为反应型增强剂，通过共混，双螺杆反应挤出获得机械性能高，摩擦系数小的尼龙材料。

本发明高强耐磨注塑级尼龙材料由尼龙基础树脂、耐磨剂、增强剂、抗氧剂组成,各组成物的掺入量分别是:尼龙89～94％，耐磨剂1～10％，增强剂0.1～0.5％,抗氧剂0.1～0.5％。

更进一步的，所述尼龙为PA66、PA6或其混合物，尼龙的相对粘度为2.0-3.2，优选为2.4。耐磨剂为聚硅氧烷嵌段共聚物。增强剂为烯烃与马来酸酐的共聚物。抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、铜盐化合物中的一种或一种以上的混合物。

更进一步的，耐磨剂为硅含量≧10％的有机硅氧烷与聚烯烃的共聚物。

更进一步的，增强剂为马来酸酐含量≧70％的乙烯马来酸酐的交替共聚物。

为了实现上述目的，本发明采取的另一个技术方案是：

一种高强耐磨注塑级尼龙的制备方法，包括如下步骤：

(1)将增强剂和抗氧剂通过高速混料机混炼均匀，然后将其混合物和尼龙、耐磨剂一起混炼均匀得到预混料。

(2)将预混料送入双螺杆挤出机中熔融共混，在250-280℃挤出造粒，螺杆转速为200-400rpm。

本发明与现有技术相比较，具有的有益效果和特点主要在于：

(1)本发明使用聚硅氧烷嵌段共聚物作为耐磨剂,不仅具有聚硅氧烷优异的自润滑性和不粘性，同时与尼龙有更好的相容性，试验证明，与PTFE相比，使用聚硅氧烷嵌段共聚物作为尼龙的耐磨剂可以更明显的降低尼龙的摩擦系数，解决尼龙的粘滑问题。

(2)烯烃与马来酸酐的交替共聚物中具有高含量的马来酸酐，且马来酸酐在聚合物的主链上，因此与尼龙的端胺基在挤出过程中易于反应，显著提高了尼龙的分子量，同时提高了尼龙的支链化程度，从而明显提高了尼龙的强度和韧性。