[发明专利]一种耐磨聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法，该材料由以下组分按重量份制成：聚醚酰亚胺79‑89份、耐磨材料10‑20份、抗氧剂0.1‑0.3份、润滑剂0.1‑0.5份经混合、挤出制备而成。所述耐磨材料是由聚四氟乙烯和二硫化钼粉混合而成。本发明利用聚四氟乙烯的自润滑性、耐高温性，二硫化钼的高温增摩作用等，提高了复合材料的耐磨耗性，最终得到综合性能优良的耐磨聚醚酰亚胺产品，延长材料使用寿命。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种耐磨聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法。

技术背景

聚醚酰亚胺(PEI)琥珀色透明固体，具有很强的高温稳定性，利用其优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。取代PI用于石油勘探钻井设备(耐高压、高强度)、高温隔热板、半导体支架、高速电机轴承等。但聚醚酰亚胺的玻璃转变温度较低，一般不超过220℃，耐热性和耐磨性较差。

而“塑料王”聚四氟乙烯(PTFE)是制作性能要求较高制品的极佳材料，其突出的自润滑性能和较宽温度的使用范围，使其在机械领域特别是摩擦学领域展现出良好的发展趋势，是国内外广泛使用的工程塑料，也成为各国学者研究的热点。

二硫化钼是由天然钼精矿粉经化学提纯后再改变分子结构而制成的固体粉剂。本品色黑稍带银灰色，有金属光泽，触之有滑腻感，不溶于水，是重要的固体润滑剂。该产品具有分散性好，不粘结的优点。另外，二硫化钼用于摩擦材料主要功能是低温时减摩，高温时增摩；并且其烧失量小，在摩擦材料中易挥发。

发明内容

本发明拟在拓展PEI的应用领域，提供一种适用于工业化批量生产的耐磨聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：

一种耐磨聚醚酰亚胺复合材料，其由以下组分按重量份制备而成：聚醚酰亚胺79-89份、耐磨材料10-20份、抗氧剂0.1-0.3份、润滑剂0.1-0.5份；所述耐磨材料是由聚四氟乙烯微粉和纳米二硫化钼粉混合后经偶联剂表面处理所得。

进一步方案，所述聚四氟乙烯微粉与纳米二硫化钼粉的质量比为2：1～4：1；所述偶联剂为KH550，其加入量为聚四氟乙烯微粉与纳米二硫化钼粉的总质量的2-4倍。

所述聚醚酰亚胺的密度为1.2-1.7、拉伸强度大于150MPa。

所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168中的至少一种。

所述润滑剂为A-C540A、丽科蜡E、PETS中的至少一种。

本发明的另一个发明目的是提供上述耐磨聚醚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚四氟乙烯微粉和纳米二硫化钼粉按质量比为2：1～4：1放入高混机中，再加入偶联剂KH560，共混200-280s，得耐磨材料；

(2)按重量份，将聚醚酰亚胺、耐磨材料、抗氧剂与润滑剂一起加入高混机中混合均匀；再将混合物加入挤出机，最后经挤出机熔融挤出后造粒，得复合材料。

进一步方案，所述挤出机从下料口到模口的温度分别为320℃、340℃、350℃、350℃、350℃、355℃，挤出机的转速为180-400rpm、真空度为-0.07～-0.03MPa。

本发明通过将聚四氟乙烯微粉与纳米二硫化钼粉按质量比为2：1～4：1混合，由于聚四氟乙烯具有低摩擦系数和自润滑性，加入可大大降低复合材料的摩擦系数。而当复合材料长时间摩擦生热，温度升高后，二硫化钼可有效改善高温时摩擦性能；这主要是因为二硫化钼在高温条件下，是二硫化钼、三硫化钼和三氧化钼的共聚物，当摩擦材料因摩擦而温度急剧升高时，共聚物中的三氧化钼颗粒随着升温而膨胀，从而起到了增摩作用。

具体实施方式