專利名稱：一種高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高分子塑料技術領域，尤其涉及一種己二酸己二胺潤滑及耐磨改性工程塑料及其制備方法。

背景技術：
己二酸己二胺樹脂是一種應用非常廣泛的通用型的塑料，其具有良好的剛性，沖擊強度高、耐低溫、耐化學藥品性、機械強度和電器性能優(yōu)良，耐熱、表面硬度高，以及尺寸穩(wěn)定性佳的特點，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，用于部分耐熱及產(chǎn)品表面光澤好的制品部件。同時容易制成玻纖增強、玻纖增強阻燃等有特殊性能的工程塑料。此類產(chǎn)品在電子電器，IT、家電、汽車、玩具、機械配件等廣泛應用。但是它的某些缺點如未增強改性的己二酸己二胺樹脂強度低，吸水性強，耐熱不高，韌性不好等，因此在己二酸己二胺樹脂的基礎上改性，能滿足更多行業(yè)的需求. 己二酸己二胺樹脂在產(chǎn)品成型過程中也會出現(xiàn)較多的不良現(xiàn)象，如產(chǎn)品表面不夠光澤、產(chǎn)品韌性達不到，容易產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象、產(chǎn)品低溫韌性不好，產(chǎn)品在長期摩擦以及來回運動中容易起皮，磨損，表面泛白等現(xiàn)象.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種高韌性、耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料. 同時還要提供該種高韌性、耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料的制備方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案一種高韌性、耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其由以下組分制備而成己二酸己二胺65-80％；耐磨劑15～23％；潤滑劑0～0.5％；偶聯(lián)劑0～3％；抗氧劑0～0.5％；增韌劑0-10％； 以上百分數(shù)是重量百分比。
其中，所述的己二酸己二胺為粘度在2.5-2.8之間的純樹脂。所述的抗氧化劑為酚類抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯及亞磷酸酯類抗氧劑(2，4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯。所述的增韌劑為聚乙烯-馬來酸酐接支共聚物材料。所述的滑劑為硬酯酸類或者脂肪酸類。所述的耐磨劑是二硫化鉬或者聚四氟乙烯中的一種。所述的偶聯(lián)劑為市售的KH550、KH560中的一種. 本發(fā)明高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料的制備方法的技術方案包括以下步驟 步驟1按上述重量百分比稱取各組分； 步驟2以己二酸己二胺樹脂為基體，加增韌劑、耐磨劑、滑劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和適量分散劑混合后于攪拌桶中混合4-6分鐘；轉(zhuǎn)速在500-1200轉(zhuǎn)/分鐘工； 步驟3將混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒，其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
本發(fā)明的優(yōu)點是改善了己二酸己二胺材料沖擊強度低，韌性差的缺陷，本發(fā)明的有益效果是產(chǎn)品的韌性好，沖擊強度高，產(chǎn)品不易產(chǎn)生斷裂。強度高、耐化學性優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性好，耐磨性能優(yōu)異，表面光澤度佳。主要是由于添加了耐磨劑以及偶聯(lián)劑，產(chǎn)品的自潤滑性得到很大的提高，產(chǎn)品表面光澤度有明顯增加，材料在耐磨性有明顯提高，可以使用在傳動制件，往返磨損制件，耐刮砂制件等有耐磨損要求的產(chǎn)品。

具體實施例方式 在本發(fā)明以下實施例中，己二酸己二胺樹脂粘度為2.5-2.8，主要生產(chǎn)廠家為神馬、旭化成、首諾、羅地亞等；增韌劑為聚乙烯-馬來酸酐接支共聚物材料，廠家有杜邦、柏晨、科通等；耐磨劑是二硫化鉬或者聚四氟乙烯中的一種，廠家有大京等?；瑒橛蝉ニ犷惢蛘咧舅岵牧希慌悸?lián)劑為有機硅烷偶聯(lián)劑KH550。抗氧劑包括酚類抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯及亞磷酸酯類抗氧劑(2，4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯。
實施例1 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為78.1％；耐磨劑重量比為15％；滑劑重量比為0.2％；偶聯(lián)劑重量比為1.5％；抗氧劑重量比為0.2％；增韌劑重量比為5％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
實施例2 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為66％；耐磨劑重量比為20％；滑劑重量比為0.5％；偶聯(lián)劑重量比為3％；抗氧劑重量比為0.5％；增韌劑重量比為10％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
實施例3 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為71.4％；耐磨劑重量比為18％；滑劑重量比為0.3％；偶聯(lián)劑重量比為2％；抗氧劑重量比為0.3％；增韌劑重量比為8％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
實施例4 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為79.4％；耐磨劑重量比為18％；滑劑重量比為0.3％；偶聯(lián)劑重量比為2％；抗氧劑重量比為0.3％；增韌劑重量比為0％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
實施例5 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為74％；耐磨劑重量比為18％；滑劑重量比為0％；偶聯(lián)劑重量比為0％；抗氧劑重量比為0％；增韌劑重量比為8％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
對比例1 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為98.1％；耐磨劑重量比為0％；滑劑重量比為0.2％；偶聯(lián)劑重量比為1.5％；抗氧劑重量比為0.2％；增韌劑重量比為0％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
對比例2 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為90.1％；耐磨劑重量比為18％；滑劑重量比為0.2％；偶聯(lián)劑重量比為1.5％；抗氧劑重量比為0.2％；增韌劑重量比為0％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
對比例3 將樹脂己二酸己二胺樹脂重量比為88.1％；耐磨劑重量比為0％；滑劑重量比為0.2％；偶聯(lián)劑重量比為1.5％；抗氧劑重量比為0.2％；增韌劑重量比為10％；以上百分數(shù)是重量百分比。在高速混合機中混合4分鐘； 混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒； 其加工溫度為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃，主機轉(zhuǎn)速300-350rpm。
性能評價方式及實行標準 將按上述方法完成的粒子事先在90～110℃的鼓風烘箱中干燥4小時，然后再將干燥好的粒子材料在注射機上進行注射成型制樣，注射成型模溫控制在90℃，注塑成型溫度控制在250-270℃。
拉伸性能測試按ISO 527-2進行，試樣尺寸為150*10*4，拉伸速度為50mm/min；彎曲性能測試按ISO 178進行，試樣尺寸為80*10*4，拉伸速度為2mm/min，跨距為64mm，簡支梁沖擊強度按ISO 179進行，試樣尺寸為55*6*4，缺口深度為試樣厚度的三分之一；灰份的測試按ISO 3451的測試方法進行。
材料的綜合力學性能通過測試所得的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度以及阻燃性的數(shù)值進行評判。
表1實施例1-6的配方及物性表 表2對比例1-3的配方及物性表 從表1的性能比較來看，隨著增韌劑比例的增加，材料的沖擊強度得到明顯的提高，但其彎曲強度以及拉伸強度降低，材料的伸展率得到擴大，流動性能也明顯的降低。如果材料中不添加任何的滑劑、抗氧劑等，材料的流動性更低，致使材料的自潤滑性偏低，材料的流動性能不好，在后期的注塑成型中會帶來很多困難。如果材料中的增韌劑添加量過多，材料的彎曲及拉伸強度會大幅度下降，材料的強度不夠高，不能滿足更多產(chǎn)品的強度要求。再用實施例與對比例相比來看，材料不加任何增韌劑以及耐磨劑，材料的沖擊強度明顯偏低，不能達到某些部件對韌性的要求。只添加少量的增韌劑或者耐磨劑，對材料的韌性、流動性以及拉伸、彎曲強度都有明顯的影響，為了平衡強度、韌性以及耐磨性的綜合性能，材料的最終用途，以及材料的成本控制，選用實施例3是最合理的。
權(quán)利要求
1、一種高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其組成按重量配比為(％)
聚己二酸己二胺65-80％；
耐磨劑15-23％；
潤滑劑0-0.5％；
偶聯(lián)劑0-3％；
抗氧劑0-0.5％；
增韌劑0-10％。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其特征在于所述的耐磨劑是二硫化鉬或者聚四氟乙烯中的一種。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其特征在于所述的增韌劑為聚乙烯-馬來酸酐接支共聚物材料。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其特征在于所述的抗氧劑包括酚類抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯及亞磷酸酯類抗氧劑(2，4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其特征在于所述的潤滑劑為硬脂酸和/或脂肪酸類。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為市售KH550、KH560中的一種。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料，其特征在于所述的己二酸己二胺樹脂為粘度在2.5-2.8的純樹脂。
8、一種如權(quán)利要求1所述的高韌性耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟
步驟1按上述重量百分比稱取各組分；
步驟2以己二酸己二胺為基體，加增韌劑、耐磨劑、滑劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑在高速混合機中混合；
步驟3將混合均勻的各組分置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒，其加工工藝為一區(qū)溫度240-250℃，二區(qū)溫度245-260℃，三區(qū)溫度245-260℃，四區(qū)溫度250-270℃，五區(qū)溫度250-280℃，六區(qū)溫度250-275℃，七區(qū)溫度250-260℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高韌性、耐磨性及自潤滑性聚酰胺材料及其制備方法。此材料由以下組分制備而成聚己二酸己二胺65-80％；耐磨劑15～23％；潤滑劑0～0.5％；偶聯(lián)劑0～3％；抗氧劑0～0.5％；增韌劑5-10％。本發(fā)明主要通過輔助材料提高產(chǎn)品的耐磨性能以及自潤滑性能，擴大了聚酰胺改性工程塑料的應用范圍，本發(fā)明的產(chǎn)品韌性好，沖擊強度高，表面光澤度好，耐化學性優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性好，由于其中添加了部分耐磨劑，使得材料的耐磨耗性能得到大大的提高，由于拓展了其使用范圍，可滿足部分傳動制件，往返磨損制件，耐刮砂制件的耐磨損要求，可廣泛應用于發(fā)動機傳動件，滾軸、引擎外罩，機械接插件及傳動配件，以及其他傳動裝置中經(jīng)常接觸以及摩擦的部位。
文檔編號C08L27/18GK101302338SQ20081006734
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者東 徐, 永 賀, 王賢文 申請人:深圳市科聚新材料有限公司