超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于尼龙复合材料技术领域，具体公开一种超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用。所述超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料通过用包括重量份数如下的原料组分制备得到：第一长碳链尼龙60～80份；结晶性半芳香尼龙1～10份；增强材料15～30份；耐磨母粒1～10份；第一润滑剂0.2～1.0份；抗氧剂0.3～1.0份；相容剂0.5～2份；憎水剂2～10份；其中，所述第一长碳链尼龙为单体碳原子数≥10的尼龙。本发明专利技术提供的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，具有良好的尺寸稳定性和力学性能，注塑流动性佳，复合材料表面滑爽而不油腻，同时具有超低吸水性能以及良好耐寒耐磨特性，尤其适合制成扫地机刷。

【技术实现步骤摘要】
超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及尼龙复合材料
，尤其涉及一种超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
尼龙是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的，是世界上出现的第一种合成纤维。尼龙的出现使得纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个重要里程碑。由于尼龙具有很多的特性，因此在汽车、电气设备、机械结构、交通器材、纺织、造纸、机械等方面得到广泛的应用。随着汽车的小型化、电子电器设备的高性能化、机械设备轻质化进程的加快，对尼龙的需求将更大，特别是尼龙作为结构性材料时，对其强度、耐热性、耐寒性等方面提出了更高的要求。尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素，特别是对于PA6、PA66这两大品种来说，由于PA具有强极性的特点，吸湿性强，尺寸稳定性差，但可以通过改性来改善相应的性能。现有技术中主要采用在尼龙材料中添加增韧剂复配的方式来对尼龙进行改性，但是各种材料混合后，各组分共融过程中分散性不佳，各组分间相容性差，强度、韧性、抗腐蚀性不足，材料成本较高，脱模困难，表面光泽度差，加工性能不好，产品质量不稳定。为改善现有技术的缺点，公开号为103214843A的中国专利技术专利提供一种长纤维增强长碳链尼龙及其制备方法，该尼龙的成分包括：尼龙101030-65％，尼龙60-30％，尼龙660-30％，长玻璃纤维30-60％，抗氧剂0.3-1％，润滑剂0.5-2％。其采用长玻纤增强长碳链尼龙与普通尼龙的复合物，有效提高了材料的强度和模量，得到了吸水率低、尺寸稳定、耐低温性能优异的复合材料，但是其耐磨性能有欠缺，而且需要经过两次加工，生产成本高。公开号为103602064A的中国专利技术专利公开一种增强增韧耐磨尼龙66/尼龙612及制备方法和应用，具体组成成分及重量比如下：尼龙6610-80；尼龙61210-80；玻璃纤维10-60；增韧剂2-50；耐磨剂1-50；润滑剂0.1-10；抗氧剂0.1-10，并进一步公开所述尼龙66的粘数在100-200之间；所述尼龙612的粘数在90-180之间；所述玻璃纤维为无碱玻纤；所述增韧剂为聚烯烃接枝马来酸酐或乙烯-丙烯酸酯或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物或它们的复配物；所述耐磨剂为二硫化钼或石墨或钛酸钾晶须或聚四氟乙烯或它们的复配物；所述润滑剂为硬脂酸钙或乙撑双硬脂酰胺或褐煤酸钠或它们的复配物；所述抗氧剂为1010或1098或168或他们的复配物。由于这种材料采用无碱玻纤作为增强剂，且采用二硫化钼、石墨、钛酸钾晶须、聚四氟乙烯中的至少一种作为耐磨剂，其获得的复合材料耐磨性能和强度较差。公开号为104710785A的中国专利公开一种低吸水耐磨复合尼龙及其制备方法和应用，具体包括以下组分：长碳链尼龙100～120份、增强材料20～35份、耐磨剂1.0～5.0份、润滑剂0.2～1.0份、憎水剂2～10份、抗氧剂0.3～1.0份，由前述组分得到的低吸水耐磨复合尼龙虽然有较好的耐磨性能，但是尺寸稳定性较差，且吸水率较大，拉伸强度及弯曲强度均有待提高，不符合在对水分苛刻的条件下使用。
技术实现思路
针对现有尼龙复合材料存在的吸水性能、耐寒、耐磨等性能不能同时满足苛刻条件下使用的问题，本专利技术提供一种超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料及其制备方法。进一步地，本专利技术还提供该复合材料在多个领域中的应用。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，所述超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料采用包括重量份数如下的原料组分经熔融挤出得到：其中，所述第一长碳链尼龙为单体碳原子数≥10的尼龙。以及，一种超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：S01.按如上所述的比例称取第一长碳链尼龙、结晶性半芳香尼龙、增强材料、耐磨剂母粒、第一润滑剂、抗氧剂、相容剂、憎水剂；S02.将步骤S01称取的物料进行混合后，加入双螺杆挤出机中熔融，共混挤出、冷却、切粒、干燥，即得超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料。以及，所述的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料在转向涡轮、齿轮、扫地机刷、医疗器械中的应用。本专利技术的有益效果为：本专利技术包含上述组分的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，以长碳链尼龙和结晶性半芳香尼龙作为基材，两者结合使获得的材料具有良好的尺寸稳定性和力学性能，而耐磨母粒则能够提高复合材料的耐磨性和注塑流动性，使复合材料表面滑爽而不油腻，同时结合其他原料组分，最终得到的材料具有超低吸水性能以及良好耐寒耐磨特性。本专利技术提供的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料的制备方法，工艺简单，获得的尼龙复合材料具有超低吸水、耐寒、耐磨等特点，适合用作汽车转向齿轮、正时齿轮等齿轮材料，以及扫地机刷、医疗器械等领域中。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的第一方面，提供一种超高分子耐磨剂，该超高分子耐磨剂为一种混合物，其包含有具有如通式(I)所示的聚合物和纳米金刚石。如可以是通式(I)所示的聚合物中a＝30、b＝10、c＝30、n＝20所表示的聚合物和纳米金刚石的混合物，此时，该超高分子耐磨剂仅由两种物质混合而成。又如可以是通式(I)所示的聚合物中＝30、b＝10、c＝30、n＝20所表示的聚合物；a＝40、b＝8、c＝30、n＝20所表示的聚合物和纳米金刚石形成的混合物，此时，该超高分子耐磨剂由三种物质混合而成。当然，本专利技术的超高分子耐磨剂不局限于所列举的这两种，也可以是通式(I)所表示的其他聚合物与纳米金刚石的混合物。其中，所述a取30～50中的任一整数；b取1～10中的任一整数；c取30～50中的任一整数；n的值为10～100的任一整数。式(I)所示的化合物，聚合度为3500～5500，数均分子量为1.0×105～4.0×105；其在25℃下的粘度为1.0×106～2.0×106。本专利技术的第二方面，提供前述超高分子耐磨剂的制备方法。按照重量份，其采用如下的原料组分制备：上述原料组分中，聚二甲基硅氧烷的粘度约为7.5×104～1.5×105mPa·s，优选1.0×105mPa·s。所述四甲基环四硅氧烷的粘度约为8×104～1.0×105mPa·s。所述催化剂为浓硫酸、浓盐酸或乙酸中的任一种。在本专利技术中，浓硫酸指质量分数≥70％的硫酸，而浓盐酸指质量分数≥20％的盐酸。所述不饱和聚酯为间苯型不饱和聚酯树脂，其粘度为1.0×103～1.0×104mPa·s。所述中和剂为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。所述中和剂为中和反应中过剩的酸，防止蒸馏时酸的存在而发生副反应。所述纳米金刚石的平均粒径为3.0nm～4.0nm，纯度≥95％，比表面积230～250m2/g，优选246.02m2/g。所述超高分子耐磨剂的制备方法，包括以下步骤：步骤S01.将如上所述的聚二甲基硅氧烷与四甲基环四硅氧烷混合后加入水、部分催化剂，升温回流反应1～3h，随后进行减压蒸馏，得到如反应方程式(a)所示的聚合物II。其中a＝30～50，b＝1～10，c＝30～50，n＝10～100。步骤S02本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料采用包括重量份数如下的原料组分经熔融挤出得到：

【技术特征摘要】
1.一种超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料采用包括重量份数如下的原料组分经熔融挤出得到：其中，所述第一长碳链尼龙为单体碳原子数≥10的尼龙。2.如权利要求1所述的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述耐磨母粒为采用如式(I)所示的超高分子耐磨剂、第二润滑剂、第二长碳链尼龙、稳定剂、载体进行搅拌捏合而成，其中，a＝30～50，b＝1～10，c＝30～50，n＝10～100；所述第二长碳链尼龙为单体碳原子数≥10的尼龙。3.如权利要求2所述的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述超高分子耐磨剂采用如下的原料组分制备：其制备方法如下：将聚二甲基硅氧烷与四甲基环四硅氧烷混合后加入水、部分催化剂，升温回流反应1～3h，随后进行减压蒸馏，获得具有通式的聚合物II；将聚合物II与乙烯基三苯基硅烷进行混合，升温至70～90℃，反应1～4h，得到具有通式的聚合物III；将聚合物III与所述纳米金刚石、不饱和聚酯进行混合，并加入剩余的催化剂，升温至70～90℃，反应1～3h；随后加入中和剂中和，水洗抽真空蒸馏，常温熟化48h以上，即可获得如超高分子耐磨剂；其中，a＝30～50，b＝1～10，c＝30～50。4.如权利要求2所述的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述第二润滑剂为硅酮、油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬酯酰胺中的至少一种；和/或所述第二长碳链尼龙为单体碳原子数≥10的尼龙；和/或所述稳定剂为木质素、羧甲基纤维素、数均分子量在1.0×104～1.0×105的聚环氧乙烷中的至少一种；和/或所述载体为聚烯烃、聚烯烃共聚物中的任一种。5.如权利要求3所述的超低吸水耐寒耐磨尼龙复合材料，其特征在于，所述催化剂为浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，何征，刘则安，刘珍元，
申请(专利权)人：惠州市沃特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44