一种高耐磨低温升的聚酰胺组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高耐磨低温升的聚酰胺组合物及其制备方法和应用。所述聚酰胺组合物包括如下组分：聚酰胺树脂，玻璃纤维，增韧剂，第一耐磨剂，第二耐磨剂，第三耐磨剂，助剂；所述第一耐磨剂为超高分子量聚乙烯，所述超高分子量聚乙烯的平均分子量为130万以上；所述第二耐磨剂为二氧化钛，所述二氧化钛的平均粒径为200～300nm；所述第三耐磨剂为片层结构的二硫化钼。本发明专利技术通过三种耐磨剂的复配，制得了温升低、耐磨性优异的聚酰胺组合物。该聚酰胺组合物在负载30kg、速度30m/min、滑动距离3Km的测试条件下，摩擦系数≤0.3，最大发热温度≤227℃，性能远超目前市面上的耐磨聚酰胺材料。性能远超目前市面上的耐磨聚酰胺材料。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨低温升的聚酰胺组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体涉及一种高耐磨低温升的聚酰胺组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酰胺材料，由于其特殊的酰胺基团，自身具有良好的自润滑性和耐摩擦性，目前已广泛应用于电动工具、电子电器、消费电器等等的行业。随着科技的不断发展和进步，各个行业对聚酰胺材料性能提出了更高的要求。尤其对于电动工具和电子电器领域，其中应用于电动工具的牙箱部件和电子电器的马达部件，需要更高的耐磨性能，而普通的聚酰胺材料已经无法满足相关需求。
[0003]中国专利申请CN101134844A公开了一种阻燃耐磨聚酰胺组合物，使用的耐磨剂为超高分子量聚乙烯(分子量200万以上)和粒状二硫化钼，但UHMWPE的耐热性能较差，在100℃以上环境中耐磨性能会明显下降，而聚酰胺材料在摩擦过程中，自身最大发热温度一般在200～300℃，该阻燃耐磨聚酰胺组合物的耐磨性能仍达不到实际需求。中国专利申请CN105566899A公布了一种高耐磨高抗冲击聚酰胺6基纳米复合材料，该材料中使用的耐磨剂包含改性纳米二氧化钛，需要先对二氧化钛进行改性处理，其制备工艺步骤复杂繁冗，难以适用于工业化生产。上述现有技术中制备的聚酰胺组合物耐磨性能仍然表现不足，难以满足更高的耐磨需求。
[0004]聚酰胺材料在摩擦过程中会有一定程度的发热，导致材料温度上升，最大发热温度的高低是影响材料耐磨性能的重要因素，而现有技术对聚酰胺摩擦过程中的温升关注较少。
[0005]因此，需要开发出一种耐磨性能更好、温升更低的聚酰胺组合物。

技术实现思路

[0006]本专利技术为克服上述现有技术所述的耐磨性能差的缺陷，提供一种聚酰胺组合物，该聚酰胺组合物具有优异的耐磨性能和较低的温升。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述聚酰胺组合物的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述聚酰胺组合物的应用。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0010]一种高耐磨低温升的聚酰胺组合物，包括如下重量份的组分：
[0011]聚酰胺树脂30～80份，
[0012]玻璃纤维10～50份，
[0013]增韧剂1～10份，
[0014]第一耐磨剂1～10份，
[0015]第二耐磨剂1～10份，
[0016]第三耐磨剂1～10份，
[0017]助剂0～10份，
[0018]所述第一耐磨剂为超高分子量聚乙烯，所述超高分子量聚乙烯的平均分子量为130万以上；
[0019]所述第二耐磨剂为二氧化钛，所述二氧化钛的平均粒径为200～300nm；
[0020]所述第三耐磨剂为片层结构的二硫化钼。
[0021]专利技术人通过大量的研究意外发现，将平均粒径为200～300nm的纳米二氧化钛、片层结构的二硫化钼与UHMWPE这三种耐磨剂进行合理复配，能够显著降低聚酰胺组合物的摩擦系数和聚酰胺在摩擦过程中的最大发热温度，获得耐磨性优异的聚酰胺组合物。
[0022]二氧化钛的平均粒径是影响材料耐磨和温升性能的重要因素，二氧化钛的平均粒径较低时，其分散性更好，对聚酰胺材料的耐磨性提升更高；若二氧化钛的平均粒径过大，则难以有效提升材料的耐磨性能。市面上常售的二硫化钼有球状或片层结构，片层结构的二硫化钼具有更大的表面积，与聚酰胺体系中各组分的表面接触面积大，并且片层结构的二硫化钼能够有效改善聚酰胺组合物的表面微观结构，使其获得更低的温升。UHMWPE自身具有极低的摩擦系数和良好的耐磨性，UHMWPE的平均分子量越高，其耐磨性越好。专利技术人意外发现，当三种耐磨剂在特定添加量下复配使用时，通过三者的协效作用不仅弥补了UHMWPE不耐高温的缺陷，且制得的聚酰胺组合物在摩擦过程中的最大发热温度较低，耐磨性能极佳，在负载30kg、速度30m/min、滑动距离3Km的测试条件下，摩擦系数≤0.3，最大发热温度≤227℃，性能远超目前市面上的耐磨聚酰胺材料。而若是三种耐磨剂中缺少其中一种或两种，制得的聚酰胺组合物无法达到上述优异的耐磨性能和最大发热温度。
[0023]优选地，所述第一耐磨剂优选为2～5重量份。
[0024]优选地，所述第二耐磨剂优选为1～3重量份。
[0025]优选地，所述第三耐磨剂优选为1～3重量份。
[0026]优选地，所述第一耐磨剂、第二耐磨剂与第三耐磨剂的重量之比为1～2∶1∶1。
[0027]耐磨剂一方面能够提升聚酰胺组合物的耐磨和温升性能，但另一方面添加量过高也会影响聚酰胺组合物机械性能。因此耐磨剂的量不能过高或过低。
[0028]优选地，所述聚酰胺树脂为脂肪族聚酰胺。可选的，所述脂肪族聚酰胺为PA6、PA66、PA610、PA612、PA1212或PA46中的一种。
[0029]优选地，所述增韧剂优选为马来酸酐接枝聚烯烃、乙烯三元共聚物和乙烯丙烯酸甲酯中的一种或几种。
[0030]更优选地，所述增韧剂更优选为马来酸酐接枝聚烯烃。可选地，所述马来酸酐接枝聚烯烃为杜邦N493D、能之光N406、柏晨PC-28等。
[0031]进一步优选地，所述马来酸酐接枝聚烯烃的重量份优选为2～6份。
[0032]增韧剂一方面可以提升聚酰胺材料的力学性能，另一方面也有助于聚酰胺组合物中各组分的相容性和分散性更好。
[0033]优选地，所述玻璃纤维优选为E玻璃纤维、H玻璃纤维、R,S玻璃纤维、D玻璃纤维、C玻璃纤维、石英玻璃纤维中的一种或几种。
[0034]更优选地，所述玻璃纤维更优选为E玻璃纤维。
[0035]所述助剂包括抗氧剂、润滑剂。优选地，所述抗氧剂为0～6重量份，所述润滑剂为0～6重量份。
[0036]所述抗氧剂为聚酰胺树脂中常用的抗氧剂。优选地，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、碱金属或者碱土金属次(亚)磷酸盐或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0037]所述润滑剂为聚酰胺树脂中常用的润滑剂。优选地，所述润滑剂为脂肪酸酯。
[0038]可选的，所述润滑剂为struktol TR044W、EmeryLOXIOL G32。
[0039]本专利技术还保护上述聚酰胺组合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0040]将聚酰胺树脂、玻璃纤维、增韧剂、耐磨剂和助剂混合，加入挤出机，经熔融造粒，注塑成型，得到高耐磨低温升的聚酰胺组合物。
[0041]优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40～48:1，螺筒温度为240～300℃，螺杆转速为200～550rpm。
[0042]优选地，所述注塑温度为270～300℃，注塑压力为55～100MPa。
[0043]本专利技术还保护上述聚酰胺组合物在制备电动工具的牙箱部件或马达部件中的应用。
[0044]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0045]本专利技术通过对平均粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨低温升聚酰胺组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚酰胺树脂30～80份，玻璃纤维10～50份，增韧剂1～10份，第一耐磨剂1～10份，第二耐磨剂1～10份，第三耐磨剂1～10份，助剂0～10份；所述第一耐磨剂为超高分子量聚乙烯，所述超高分子量聚乙烯的平均分子量为130万以上；所述第二耐磨剂为二氧化钛，所述二氧化钛的平均粒径为200～300nm；所述第三耐磨剂为片层结构的二硫化钼。2.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述第一耐磨剂为2～5重量份。3.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述第二耐磨剂为1～3重量份。4.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述第三耐磨剂为1～3重量份。5.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述第一耐磨剂、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯德才，黄险波，叶南飚，叶坤豪，许鸿基，戴剑，王丰，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：