技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍及其制備方法。
背景技術(shù)：
：耐高溫尼龍是帶芳香環(huán)的二胺或二羧酸與脂肪族二羧酸或二胺經(jīng)縮聚反應(yīng)所制備得到的聚酰胺樹脂，是芳香族聚酰胺中的一種。由于在聚酰胺分子主鏈中導(dǎo)入芳香環(huán)，從而提高了耐熱性和力學(xué)性能，降低了吸水率，并且有較合適的性能/價格比，是介于通用工程塑料尼龍和耐高溫工程塑料聚醚醚酮（PEEK）之間的耐熱性高的樹脂，在機(jī)械、電子等領(lǐng)域應(yīng)用越來越大。耐高溫尼龍產(chǎn)品目前主要有聚酰胺46、MXD6、6T/66、6T/6I、6T/6I/66和9T。目前用于耐高溫尼龍耐磨改性的常用材料主要有石墨、二硫化鉬及聚四氟乙烯，但這三種材料的添加量一般比較大，會給耐高溫尼龍材料帶來一些缺陷：一會導(dǎo)致復(fù)合材料的粘度及密度較大；二是會影響耐磨改性劑與耐高溫尼龍基體的粘結(jié)性；三是對復(fù)合材料的機(jī)械性能也有顯著影響，不利于其應(yīng)用。此外，由于耐高溫尼龍在聚合過程中殘留的單體以及在改性加工過程產(chǎn)生的小分子物質(zhì)會發(fā)生揮發(fā)，散發(fā)出較大氣味，因此為了進(jìn)一步拓展耐高溫尼龍在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，必須尋找有效途徑來改善氣味問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍及其制備方法。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍，由下述組份按重量份制備而成：耐高溫尼龍　　　　　90-98份納米碳化硅　　　1-5份疏水性耐高溫氣味吸附母粒1-5份固體潤滑劑　　　　　0.1-0.5份潤滑劑0.2-1.0份抗氧劑　　　　　0.1-1份所述納米碳化硅是經(jīng)正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑復(fù)合表面處理所得的納米碳化硅。所述疏水性耐高溫氣味吸附母粒由以下重量份的組分制成：耐高溫尼龍49份，疏水性硅藻土15份，疏水性活性炭10份，針狀沸石分子篩10份，蓖麻油酸鋅10份，抗菌劑5份，苯并呋喃酮類自由基捕捉劑0.1份，抗氧劑0.4份，硬脂酸鋅0.5份。所述的耐高溫尼龍為尼龍46、尼龍6T、尼龍9T、尼龍10T、尼龍12T的一種或幾種的混合物。所述的固體潤滑劑為聚四氟乙烯、二硫化鉬、石墨的一種或幾種的混合物。所述的潤滑劑為硬脂酸鋇、硬脂酸胺、硬脂酸蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅的一種或幾種的混合物。所述的抗氧劑為醋酸銅、碘化銅、碘化鉀、抗氧劑H10、抗氧劑H161的一種或幾種的混合物。所述偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或者γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。所述的抗菌劑為接枝高分子季銨鹽的納米二氧化硅；所述苯并呋喃酮類自由基捕捉劑為5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氫-苯并呋喃酮。本發(fā)明的另一個目的是提供上述低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍的制備方法，包括下列步驟：（1）將納米碳化硅加入到由氨水和正硅酸乙酯按質(zhì)量比為2：1組成的混合溶液中,在50-80℃下反應(yīng)5-8小時，得到混合液；在混合液中滴加占納米碳化硅質(zhì)量的0.5%-1.5%的偶聯(lián)劑，在70-80℃下反應(yīng)2-5小時，離心水洗，最后干燥得到正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑復(fù)合表面處理的納米碳化硅；（2）將經(jīng)（1）處理后的納米碳化硅、疏水性耐高溫氣味吸附母粒、耐高溫尼龍、抗氧劑、固體潤滑劑和潤滑劑倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒，制得低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍。步驟（1）將納米碳化硅加入到由氨水和正硅酸乙酯按質(zhì)量比為2：1組成的混合溶液中，至少使納米碳化硅完全被混合溶液所浸沒。步驟（1）所述氨水為分析純。進(jìn)一步，所述雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為250-270℃，二區(qū)溫度為270-290℃，三區(qū)溫度為280-300℃，四區(qū)溫度為280-310℃，五區(qū)溫度為290-320℃，六區(qū)溫度為290-320℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為250-500rpm。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明用正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑對納米碳化硅進(jìn)行復(fù)合表面處理，提高了作為耐磨劑的納米碳化硅在基體樹脂中的分散性，從而改善了耐磨劑與耐高溫尼龍基體的粘結(jié)性，使制得的低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍在耐磨性能方面有顯著的提高，并保持了優(yōu)異的力學(xué)性能。2、本發(fā)明的用經(jīng)過表面處理的納米碳化硅作為耐磨劑，其比現(xiàn)有的耐磨劑石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等添加量少，而且其密度小，降低生產(chǎn)成本的同時減輕復(fù)合材料的重量，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。3、本發(fā)明將石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等常見耐磨劑的用量降至0.1-0.5份作為固體潤滑劑使用，不僅避免了大量使用石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯造成的復(fù)合材料性能缺陷，并且作為固體潤滑劑還對復(fù)合材料耐磨性能起到了有益的協(xié)效作用。4本發(fā)明的另一優(yōu)點在于使用了一種疏水型的氣味吸附母粒，所制得的低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍總揮發(fā)性有機(jī)物TVOC可顯著降低，在保證材料低氣味特性的同時，材料的各項物理力學(xué)性能也不受影響，同時保持了較低的吸水率，并使材料的成型加工性能不受影響。具體實施方式以下通過具體實施方式的描述對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但這并非是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進(jìn)，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。實施例1（1）表面處理納米碳化硅：將納米碳化硅加入由氨水和正硅酸乙酯按質(zhì)量比為2：1組成的混合溶液中,在60℃下反應(yīng)6小時，得到混合液；再在前述混合液中滴加占納米碳化硅質(zhì)量的0.5%的偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在70℃下反應(yīng)2小時，離心分離后用去離子水反復(fù)沖洗，最后干燥得到正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑復(fù)合表面處理的納米碳化硅；（2）制備疏水型耐高溫氣味吸附母粒：將尼龍6T49份，疏水性硅藻土15份，疏水性活性炭10份，針狀沸石分子篩10份，蓖麻油酸鋅10份，高分子季銨鹽接枝納米二氧化硅5份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氫-苯并呋喃酮0.1份，抗氧劑H100.4份，硬脂酸鋅0.5份加入高速混合機(jī)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到疏水型耐高溫氣味吸附母粒。（3）制備低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍：將經(jīng)（1）表面處理后納米碳化硅3份與經(jīng)（2）制備的疏水型耐高溫氣味吸附母粒3份、干燥處理的94份尼龍6T以及0.1份聚四氟乙烯、0.5份硬脂酸鋅和0.5份抗氧劑H10倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍6T；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為280℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為310℃，六區(qū)溫度為320℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。實施例2（1）表面處理納米碳化硅：將納米碳化硅加入由氨水和正硅酸乙酯按質(zhì)量比為2：1組成的混合溶液中,在50℃下反應(yīng)8小時，得到混合液；再滴加占納米碳化硅質(zhì)量的1%的偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在80℃下反應(yīng)2小時，離心分離后用去離子水反復(fù)沖洗，最后干燥得到正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑復(fù)合表面處理的納米碳化硅；（2）制備疏水型耐高溫氣味吸附母粒：將尼龍6T49份，疏水性硅藻土15份，疏水性活性炭10份，針狀沸石分子篩10份，蓖麻油酸鋅10份，高分子季銨鹽接枝納米二氧化硅5份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氫-苯并呋喃酮0.1份，醋酸銅0.4份，硬脂酸鋅0.5份加入高速混合機(jī)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到疏水型耐高溫氣味吸附母粒。（3）制備低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍：將經(jīng)（1）表面處理后納米碳化硅1份與經(jīng)（2）制備的疏水型耐高溫氣味吸附母粒1份、干燥處理的98份尼龍6T以及0.5份聚四氟乙烯、0.1份硬脂酸鈣、0.1份硬脂酸鋇和0.1份醋酸銅倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍6T；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為270℃，三區(qū)溫度為280℃，四區(qū)溫度為280℃，五區(qū)溫度為290℃，六區(qū)溫度為310℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為250rpm。實施例3（1）表面處理納米碳化硅：將納米碳化硅加入由氨水和正硅酸乙酯按質(zhì)量比為2：1組成的混合溶液中,在80℃下反應(yīng)5小時，得到混合液；再滴加占納米碳化硅質(zhì)量的1.5%的偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在70℃下反應(yīng)5小時，離心分離后用去離子水反復(fù)沖洗，最后干燥得到正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑復(fù)合表面處理的納米碳化硅；（2）制備疏水型耐高溫氣味吸附母粒：將尼龍6T49份，疏水性硅藻土15份，疏水性活性炭10份，針狀沸石分子篩10份，蓖麻油酸鋅10份，高分子季銨鹽接枝納米二氧化硅5份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氫-苯并呋喃酮0.1份，碘化銅0.2份，碘化鉀0.2份，硬脂酸鋅0.5份加入高速混合機(jī)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到疏水型耐高溫氣味吸附母粒。（3）制備碳化硅/耐高溫尼龍納米復(fù)合材料：將經(jīng)（1）表面處理后納米碳化硅5份與經(jīng)（2）制備的疏水型耐高溫氣味吸附母粒5份，干燥處理的90份尼龍6T以及0.2份二硫化鉬、0.1份聚四氟乙烯、1.0份硬脂酸、0.5份碘化銅和0.5份碘化鉀倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍6T；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為270℃，二區(qū)溫度為290℃，三區(qū)溫度為280℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為290℃，六區(qū)溫度為290℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為500rpm。實施例4（1）表面處理納米碳化硅：將納米碳化硅加入由氨水和正硅酸乙酯按質(zhì)量比為2：1組成的混合溶液中,在80℃下反應(yīng)5小時，得到混合液；再滴加占納米碳化硅質(zhì)量的1.5%的偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在70℃下反應(yīng)5小時，離心分離后用去離子水反復(fù)沖洗，最后干燥得到正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑復(fù)合表面處理的納米碳化硅；（2）制備疏水型耐高溫氣味吸附母粒：將尼龍4649份，疏水性硅藻土15份，疏水性活性炭10份，針狀沸石分子篩10份，蓖麻油酸鋅10份，高分子季銨鹽接枝納米二氧化硅5份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氫-苯并呋喃酮0.1份，碘化鉀0.4份，硬脂酸鋅0.5份加入高速混合機(jī)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到疏水型耐高溫氣味吸附母粒。（3）制備碳化硅/耐高溫尼龍納米復(fù)合材料：將經(jīng)（1）表面處理后納米碳化硅3份與經(jīng)（2）制備的疏水型耐高溫氣味吸附母粒3份、干燥處理的94份尼龍46以及0.1份石墨、0.5份硬脂酸鋅和0.5份碘化鉀倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍46；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為250℃，二區(qū)溫度為270℃，三區(qū)溫度為280℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為290℃，六區(qū)溫度為290℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。實施例5（1）表面處理納米碳化硅：將納米碳化硅加入由氨水和正硅酸乙酯按質(zhì)量比為2：1組成的混合溶液中,在60℃下反應(yīng)6小時，得到混合液；再滴加占納米碳化硅質(zhì)量的1%的偶聯(lián)劑γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，在75℃下反應(yīng)4小時，離心分離后用去離子水反復(fù)沖洗，最后干燥得到正硅酸乙酯和偶聯(lián)劑復(fù)合表面處理的納米碳化硅；（2）制備疏水型耐高溫氣味吸附母粒：將尼龍9T49份，疏水性硅藻土15份，疏水性活性炭10份，針狀沸石分子篩10份，蓖麻油酸鋅10份，高分子季銨鹽接枝納米二氧化硅5份，5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氫-苯并呋喃酮0.1份，抗氧劑H100.4份，硬脂酸鋅0.5份加入高速混合機(jī)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒得到疏水型耐高溫氣味吸附母粒。（3）制備碳化硅/耐高溫尼龍納米復(fù)合材料：將經(jīng)（1）表面處理后納米碳化硅3份與經(jīng)（2）制備的疏水型耐高溫氣味吸附母粒3份、干燥處理的94份耐高溫尼龍9T以及0.1份聚四氟乙烯、0.5份硬脂酸鋅和0.5份抗氧劑H10倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍9T；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為280℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為310℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。對比例1將干燥處理的94份尼龍6T以及3份聚四氟乙烯粉，疏水型耐高溫氣味吸附母粒3份、0.5份硬脂酸鋅、0.5份抗氧劑H10倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得耐高溫尼龍復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為280℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為310℃，六區(qū)溫度為320℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。對比例2將干燥處理的97份尼龍6T以及3份聚四氟乙烯粉、0.5份硬脂酸鋅、0.5份抗氧劑H10倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得耐高溫尼龍復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為280℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為310℃，六區(qū)溫度為320℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。對比例3將干燥處理的94份尼龍6T以及3份未表面處理的納米碳化硅，疏水型耐高溫氣味吸附母粒3份、0.5份硬脂酸鋅、0.5份抗氧劑H10倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得耐高溫尼龍復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為280℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為310℃，六區(qū)溫度為320℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。對比例4將干燥處理的97份尼龍6T以及3份未表面處理的納米碳化硅，0.5份硬脂酸鋅、0.5份抗氧劑H10倒入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌，混合至均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后造粒得耐高溫尼龍復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為280℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為310℃，六區(qū)溫度為320℃；雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。對上述實施例1-4制備的低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍與對比例1-2制備的耐高溫尼龍復(fù)合材料的力學(xué)性能采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，氣味等級、霧度及TVOC采用GMW標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，耐磨性能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T5478-2008來測定，其物性數(shù)據(jù)見表1。表1性能數(shù)據(jù)實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2對比例3對比例4拉伸強(qiáng)度MPa10511010011410293909899缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m2252724232017182021熱變形溫度℃（0.45MPa）220225210220215205203215218耐磨性（750g，1000r）0.0090.0100.0110.0100.0110.0200.0190.0180.015吸水率%（23℃水中24h）0.50.40.51.50.30.93.00.72.8霧化mg1.31.51.11.11.11.52.81.52.7TVOCugC/g40492423254915050145氣味等級6.5級6.5級7級7級7級6.5級5.5級6.5級5.5級從表1數(shù)據(jù)可以看出，添加疏水型氣味吸附母?？梢悦黠@改善材料的氣味和散發(fā)特性，使低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍TVOC低于50ugC/g，同時保持了較低的吸水性。另外，本發(fā)明制備的產(chǎn)品的磨耗指數(shù)極低，呈現(xiàn)出了優(yōu)良的耐磨性能。本發(fā)明所制得的耐磨劑納米碳化硅明顯改善了耐磨劑與耐高溫尼龍基體的粘結(jié)性，使低氣味、低散發(fā)、高耐磨耐高溫尼龍具有耐磨劑添加量少，耐磨突出，力學(xué)性能顯著改善的優(yōu)點。當(dāng)前第1頁1 2 3