[发明专利]一种高耐磨特种尼龙材料的配方及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能特种尼龙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。该配方包括：PA9T材料55%~70%，玻纤材料15%~30%，石墨1%~10%，抗氧剂0.5%~1.5%，热稳定剂0.5%~1.5%，偶联剂0.5%~1.5%，其他助剂0.5%~1.5%。上述材料按比例经预混合和双螺杆挤出造粒，制备得到的尼龙材料具有相比于一般尼龙材料更高的耐磨性能。本发明在保证原PA9T材料高强度、高模量的基础上，有效提高了复合材料的耐磨属性，改善了其综合性能。本发明所阐述的高耐磨特种尼龙材料在同类型产品尤其是对耐磨性能有很高要求的工业制造领域具有优势，拥有广泛的应用前景和发展潜力。

技术领域

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。

发明内容

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10~15 min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1~3 min，再中速混合5~10 min；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