一种尼龙复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种尼龙复合材料及其制备方法，所述尼龙复合材料包含：100份尼龙材料，0.1～15份润滑油，0.1～5份碳纳米管。该材料具有高强度、高耐磨、低成本的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程机械零部件材料领域，具体涉及滑块、滑轮、滑道材料领域。
技术介绍
起重机作为一种垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，是国家基础设施建设和重大工程建设中不可缺少的机械设备，在吊装过程中，起重机伸缩臂举升和降落时的平缓顺畅、是否有抖动、定位精确是起重机作业时的关键性能要求，是评价起重机整体性能的关键一环。作为起重机中的关键零部件，尼龙滑块主要安装在伸缩臂的间隙中，滑块阻止了臂与臂之间的直接摩擦磨损，降低了摩擦力和磨损量，提高了起重臂的性能和稳定性，同时起到支撑臂与臂之间压力的作用。因此滑块的性能直接影响了起重臂的稳定，影响了起重机整车的性能。目前使用的滑块材料主要是普通尼龙，在使用过程中摩擦力较大，造成起重机伸缩臂开始举升和下落时阻力大、不平稳，同时经过一段时间使用后，滑块磨损严重，导致臂与臂之间间隙增大，造成起重臂震动较大，起重臂作业时稳定性和精准性降低。现有技术还需要耐磨性更好的尼龙材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种高耐磨的尼龙复合材料。本专利技术的另一个目的是提供一种高耐磨尼龙复合材料的制备方法。本专利技术的再一个目的是提供一种高耐磨的机械零部件，例如滑块、滑轮或滑道。为此，本专利技术第一方面提供一种尼龙复合材料，其包含：100份尼龙材料，0.1～15份润滑油(例如0.2～0.8份、0.5～15份，4～6份、5～8份、5～15份、10～15份，优选0.5份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份或12份、13份、14份、15份)，0.1～5份碳纳米管(例如0.2～0.8份、0.3～0.9份、0.5～0.8份、0.5～1份、0.5～1.5份、1.2～1.8份，优选1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份)。在一个具体实施方案中，所述尼龙复合材料包含：尼龙材料为100份，润滑油5～15份，碳纳米管0.5～0.8份。在一个具体实施方案中，所述尼龙复合材料包含：尼龙材料为100份，润滑油0.2～0.8份(优选0.5份)，碳纳米管1.2～1.8份(优选1.5份)。在一个具体实施方案中，所述尼龙复合材料包含：尼龙材料为100份，润滑油13～15份(优选15份)，碳纳米管0.2～0.8份(优选0.5份)。在一个具体实施方案中，所述尼龙复合材料包含：尼龙材料为100份，润滑油5～8份(优选6.7份)，碳纳米管0.5～1份(优选0.8份)。在一个具体实施方案中，所述尼龙复合材料包含：尼龙材料为100份，润滑油4～6份(优选5份)，碳纳米管0.3～0.9份(优选0.6份)。在一个具体实施方案中，所述尼龙材料为铸型尼龙。在一个具体实施方案中，所述润滑油以油滴的形式在尼龙复合材料中分布，例如均匀地分布。在一个具体实施方案中，所述润滑油为液态或半固态。优选地，油滴的形状为球形或类球形。优选地，油滴的尺寸为0.1～20μm，例如2～20μm、0.1～15μm、0.1～10μm、0.1～8μm、5～10μm、5～15μm或10～20μm。在一个具体实施方案中，所述碳纳米管分布在所述尼龙复合材料中。在一个具体实施方案中，所述碳纳米管均匀或非均匀地分布在所述尼龙复合材料中。本专利技术第一方面任一项所述的尼龙复合材料，所述润滑油选择但不限于基础油、矿物油、动物油、植物油、石油润滑油、合成润滑油、润滑脂、油脂、甘油、皂类物质、蜡类物质的一种或几种。在一个具体实施方案中，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管，所述碳纳米管的直径优选为5～50nm(例如10～30nm或15～30nm)，长度优选为10～30μm(例如15～30μm或20～30μm)。在一个具体实施方案中，所述碳纳米管为化学或物理改性碳纳米管。所述化学或物理改性可以选用本领域技术人员常用的，提高纳米材料在有机溶剂中相容性和分散性的改性方法，如浓酸处理、表面活性剂处理、表面接枝、表面包覆等。在一个具体实施方案中，所述碳纳米管经浓酸处理改性。具体地，首先量取10g碳纳米管，配制硝酸:硫酸为1:1的混合溶液300ml，碳纳米管和混合溶液倒入500ml的三口烧瓶中，搅拌加热至(40～45)℃，保温(1～1.5)h，减压蒸馏干燥，稀释至中性，再减压蒸馏干燥。本专利技术第一方面任一项所述的尼龙复合材料，其具有以下一项或多项材料性能指标：1)拉伸强度：80～140MPa，优选90～130MPa，2)弯曲强度：90～120MPa，优选100～120MPa，3)压缩强度：90～130MPa，优选100～120MPa，4)断裂伸长率：30～75％，优选50～75％，5)无缺口冲击强度(使用50J摆锤测试，只记录是否断裂)：不断裂，6)缺口冲击强度：5～20KJ/m2，优选10～20KJ/m2，7)摩擦系数(干态)μ：μ≤0.35(例如μ≤0.3、μ≤0.25、μ≤0.2、μ≤0.15或μ≤0.12)，8)磨损量(2小时，20kg)W20：W20≤2.5mg，优选W20≤2mg或W20≤1.5mg，9)磨损量(2小时，40kg)W40：W40≤4mg，优选W40≤3mg或W40≤2.6mg。本专利技术第二方面提供一种本专利技术第一方面任一项所述尼龙复合材料的制备方法，包括将润滑油和碳纳米管加入到尼龙聚合原料中，适当地分散，然后使尼龙聚合原料聚合、成型。优选地，所述尼龙聚合原料为己二胺、己二酸、癸二酸、癸二胺或己内酰胺中一种或几种的混合物。优选地，所述成型为浇铸成型、离心铸造成型、注射成型或挤出成型。本专利技术尼龙复合材料的制备方法可以采用常规的尼龙聚合及成型方法，例如在聚合前将润滑油和碳纳米管加入到熔融己内酰胺中，适当地分散，然后使己内酰胺聚合、成型。在一个具体实施方案中，尼龙复合材料的制备方法包括：(1)以己内酰胺为尼龙聚合原料，加热至完全熔融，(2)加入润滑油，搅拌加热至(120±5)℃，使己内酰胺和润滑油混合均匀，(3)加入催化剂，加热至(135±5)℃，(4)加入碳纳米管，保温3～5min，(5)加入活化剂，(6)浇铸成型。步骤(1)～(4)优选在脱水条件下进行，优选采用减压蒸馏方法或无水气体保护(例如无水氮气保护)方法实现脱水条件。优选地，所述催化剂为具有强碱性的碱金属、碱土金属、金属氧化物或衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尼龙复合材料，其特征在于，包含：100份尼龙材料，100份尼龙材料，0.1～15份润滑油(例如0.2～0.8份、0.5～15份、4～6份、5～8份、5～15份或10～15份)，0.1～5份碳纳米管(例如0.2～0.8份、0.3～0.9份、0.5～0.8份、0.5～1份、0.5～1.5份或1.2～1.8份)，优选地，所述尼龙材料为铸型尼龙；优选地，所述润滑油以油滴的形式分布在所述尼龙复合材料中，例如均匀地分布；优选地，所述润滑油为液态或半固态；优选地，油滴的形状为球形或类球形；优选地，油滴尺寸为0.1～20μm，例如2～20μm、0.1～15μm、0.1～10μm；优选地，所述碳纳米管均匀或非均匀地分布在所述尼龙复合材料中。

【技术特征摘要】
1.一种尼龙复合材料，其特征在于，包含：
100份尼龙材料，
100份尼龙材料，0.1～15份润滑油(例如0.2～0.8份、0.5～15份、
4～6份、5～8份、5～15份或10～15份)，
0.1～5份碳纳米管(例如0.2～0.8份、0.3～0.9份、0.5～0.8份、0.5～1
份、0.5～1.5份或1.2～1.8份)，
优选地，所述尼龙材料为铸型尼龙；
优选地，所述润滑油以油滴的形式分布在所述尼龙复合材料中，
例如均匀地分布；
优选地，所述润滑油为液态或半固态；
优选地，油滴的形状为球形或类球形；
优选地，油滴尺寸为0.1～20μm，例如2～20μm、0.1～15μm、
0.1～10μm；
优选地，所述碳纳米管均匀或非均匀地分布在所述尼龙复合材料
中。
2.权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述润滑油
为基础油、矿物油、动物油、植物油、石油润滑油、合成润滑油、润
滑脂、油脂、甘油、皂类物质、蜡类物质的一种或几种混合物。
3.权利要求1或2所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述碳
纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管；
优选地，所述碳纳米管的直径为5～50nm，例如10～30nm或
15～30nm；
优选地，所述碳纳米管的长度为10～30μm，例如15～30μm或
20～30μm；
优选地，所述碳纳米管为化学或物理改性碳纳米管，优选地，化
学或物理改性包括浓酸处理、表面活性剂处理、表面接枝或表面包覆。
4.权利要求1～3任一项所述的尼龙复合材料，其特征在于，其

\t具有以下一项或多项材料性能指标：
1)拉伸强度：80～140MPa，优选90～130MPa，
2)弯曲强度：90～120MPa，优选100～120MPa，
3)压缩强度：90～130MPa，优选100～120MPa，
4)断裂伸长率：30～75％，优选50...

【专利技术属性】
技术研发人员：文军，李毅，袁松，张琼，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32