[发明专利]一种环保耐磨高分子材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种环保耐磨高分子材料的制备方法，包括准备如下原料：PC树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺树脂、纳米填料、改性气凝胶、短切碳纤维、硼酸铝晶须、相容剂、抗氧剂和润滑剂；本发明以PC树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰胺树脂为主料，添加纳米填料、改性气凝胶、短切碳纤维和硼酸铝晶须等填料及其助剂，制备出一种环保耐磨高分子材料，其中纳米填料的加入大大提高材料的耐磨性能，改性气凝胶的加入在不大幅度增加高分子材料质量的同时，赋予高分子材料优异的弹性，添加的短切碳纤维和硼酸铝晶须与纳米填料具有协同作用，作用高分子材料的增塑填料，增加高分子材料的机械性能。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体的，涉及一种环保耐磨高分子材料的制备方法。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，高分子材料的运用越来越广泛，各大高校、研究所都设置了高分子材料研究中心，高分子材料也称为聚合物，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂所构成的材料，按来源分类，有天然高分子材料和合成高分子材料，天然高分子材料是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然橡胶、动物胶等，合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的较为优越的性能，较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。

目前聚合物基耐磨复合材料是以热塑性或热固性树脂为基体，通过添加有机或无机的减摩组分以及抗磨增强组分而呈现良好的耐磨性能，采用聚合物为基体的耐磨复合材料具有减摩自润滑、耐磨、耐腐蚀、减震吸振、降低噪音、相对密度小、比强度和加工简便等系列优良特性，被广泛用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，但是目前传统的聚合物基耐磨复合材料的强度、耐冲击性、耐磨性、环保性都很难满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保耐磨高分子材料的制备方法。

本发明需要解决的技术问题为：

现有技术中，聚合物基质耐磨性差，且随着使用年限的增加，常常出现表层脱落的现象，并且现有的耐磨高分子材料大多含有聚四氟乙烯等低毒物质，污染环境，危害人体健康。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种环保耐磨高分子材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步、准备如下重量份的原料：PC树脂40-50份、聚对苯二甲酸乙二醇酯20-30份、聚酰胺树脂10-20份、纳米填料5-10份、改性气凝胶3-5份、短切碳纤维3-5份、硼酸铝晶须1-3份、相容剂2-3份、抗氧剂6-8份和润滑剂0.5-1份，备用；

第二步、将PC树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺树脂加入搅拌罐中，在温度290-320℃，转速300-500r/min条件下，搅拌30-60min，得到基料；

第三步、向第二步得到的基料中加入纳米填料、改性气凝胶、短切碳纤维和硼酸铝晶须，温度、转速与第二步相同的情况下，搅拌20min，然后加入相容剂、抗氧剂和润滑剂，降低转速至200-300r/min，反应20min，得到混料，将混料通过双螺旋挤出机挤出造粒，双螺旋挤出机的加工温度为230-250℃，并且主机旋转速度为370-410r/min。

进一步地，所述纳米填料的制备方法包括以下步骤：

步骤S11、将天然石墨鳞片用体积分数15%的盐酸溶液浸泡10-20min，然后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，再于100-110℃烘箱中干燥24h，得除杂天然石墨鳞片，将除杂天然石墨鳞片、硝酸钠和高锰酸钾加入硫酸溶液中，在水浴温度40℃，转速200-300r/min条件下，反应12h，然后滴加蒸馏水，将水浴温度升高至90℃，转速不变，继续反应1h，得混合物A；