一种纳米级聚酰胺复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种纳米级聚酰胺复合材料及其制备方法和应用，所述纳米级聚酰胺复合材料包括聚酰胺树脂60～95重量份、聚亚苯基硫醚10～20重量份、纳米粘土2～10重量份以及纳米二氧化钛1～2重量份；将所述聚亚苯基硫醚、纳米粘土和纳米二氧化钛三者进行搭配与聚酰胺树脂进行共混，有助于降低最终得到的纳米级聚酰胺树脂的摩擦系数、增强其硬度、自润滑性和耐摩擦性，使其满足汽车仪表盘或者汽车方向盘的使用要求。使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级聚酰胺复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种纳米级聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由于聚酰胺材料中含有特殊的酰胺基团，因此本身就具备良好的自润滑性和耐摩擦性，目前已广泛应用于电动工具、消费电器等等行业；但是随着科技的不断发展和进步，各个行业对聚酰胺材料的硬度、耐磨性能和耐刮擦性能均提出了更高的要求。
[0003]为了进一步提高聚酰胺材料的耐磨性能，一般的解决方法是在聚酰胺树脂中加入二硫化钼、聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯等耐磨剂来得到自润滑性以及耐摩擦性更优异的复合材料。CN103897387A公开了一种高强耐磨聚酰胺复合材料，复合材料按重量份组成包括：尼龙66树脂50～55份，尼龙1010树脂15～20份，偶联剂0.5～1.2份，阻燃剂18～20份，二硫化钼5～10份，抗氧剂0.3～0.9份，聚四氟乙烯6～12份和短切玻璃纤维15～20份；该专利制备复合材料的方法，包括：制备原料，按重量份数称取后投入高速混料机中，高速混匀，得到造粒原料；将原料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，并且控制双螺杆挤出机的一区至六区的挤出温度，最终得到了强度好、低吸湿性和摩擦系数低的复合材料。
[0004]CN112358724A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；该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℃，性能十分优异。
[0005]CN105885399A公开了一种高强度耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法，所述复合材料按重量份组成包括：聚酰胺66 30～70份，接枝型增韧剂3～10份，共聚型增韧剂3～10份，耐磨母粒10～50份，耐磨增强填料20～40份，热稳定剂0.1～3份，成核剂0.1～3份，润滑剂0.1～3份和硅烷偶联剂0.1～1份；先按重量份数称取聚酰胺66、接枝型增韧剂、共聚型增韧剂、耐磨母粒和耐磨增强填料加入混合机中混合均匀；再按重量份称取热稳定剂、成核剂、润滑剂和硅烷偶联剂倒入混料机中与前述混合物一起混合均匀；将最终均匀混合液投入双螺杆挤出后经注塑机注塑成型得复合材料；具有高刚性、高韧性、高耐热、高耐磨以及加工精度高等优点。
[0006]但是，二硫化钼、聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯等耐磨剂的加入可能会导致聚酰胺树脂力学性能的下降，特别是会严重影响聚酰胺树脂的硬度，而导致最终获得的聚酰胺制品虽然耐磨性满足了要求，但是由于硬度较低而无法满足实际需求。
[0007]因此，开发一种具有优异自润滑性、耐摩擦性以及高硬度的纳米级聚酰胺复合材料，是本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种纳米级聚酰胺复合材料及其制备方法和应用，所述纳米级聚酰胺复合材料将聚亚苯基硫醚、纳米粘土和纳米二氧化钛三者搭配用来改性聚酰胺树脂，使得到的纳米级聚酰胺复合材料具有较低的摩擦系数和较高的营地，兼具优异的自润滑性和力学性能。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种纳米级聚酰胺复合材料，所述纳米级聚酰胺复合材料按照重量份包括如下组分：
[0011][0012]其中，所述聚酰胺树脂可以为63重量份、66重量份、69重量份、72重量份、75重量份、78重量份、81重量份、84重量份、87重量份、90重量份或93重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0013]所述聚亚苯基硫醚可以为11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0014]所述纳米粘土可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0015]所述纳米二氧化钛可以为1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0016]本专利技术提供的纳米级聚酰胺复合材料通过在聚酰胺树脂基体中加入聚亚苯基硫醚(PPS)、纳米粘土和纳米二氧化钛三者进行搭配，将所有组分混合后，聚酰胺树脂可以在物体表面形成带状、不均匀且不连续的转移膜，而聚亚苯基硫醚在相同条件下不具备形成转移膜的能力，因此，在聚酰胺树脂与聚亚苯基硫醚共混的摩擦过程中，聚酰胺树脂的存在增强了聚亚苯基硫醚向对面物体转移的能力，使得二者的共混物形成的转移膜呈带状、厚实且不连续；根据“摩擦热控制”原理，共混物中的聚酰胺树脂组分在滑动过程中由于摩擦热的积累而熔化，熔融的聚酰胺树脂在滑动表面形成低剪切强度的界面层，进而起到润滑剂的作用，增强了复合材料润滑性能和耐刮擦性能；同时，因为搭配还添加有纳米粘土和纳米二氧化钛，纳米级添加剂的尺寸与周围的聚合物链的尺寸相差不大，除了可以增加复合材料的硬度外，还有效增加了颗粒与聚合物基体的结合性，使得上述纳米级添加剂倾向于在配合面上产生坚韧的转移层，避免复合材料表面与配合面直接接触，从而进一步减少了复合材料的摩擦和磨损，提升了其耐磨性能以及自润滑性能。
[0017]优选地，所述聚酰胺树脂包括聚酰胺6、聚酰胺66或聚酰胺610中的任意一种或至少两种的组合。
[0018]优选地，所述纳米粘土的粒径为30～50nm，例如32nm、34nm、36nm、38nm、40nm、42nm、44nm、46nm或48nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0019]优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为5～15nm，例如6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm或14nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0020]需要说明的是，在本专利技术中纳米粘土和纳米二氧化钛的粒径均指的是平均粒径。
[0021]作为本专利技术的优选技术方案，选择粒径为30～50nm的纳米粘土和粒径为5～15nm的纳米二氧化钛搭配作为纳米级添加剂，在增加复合材料硬度的同时可以进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米级聚酰胺复合材料，其特征在于，所述纳米级聚酰胺复合材料按照重量份包括如下组分：2.根据权利要求1所述的纳米级聚酰胺复合材料，其特征在于，所述聚酰胺树脂包括聚酰胺6、聚酰胺66或聚酰胺610中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的纳米级聚酰胺复合材料，其特征在于，所述纳米粘土的粒径为30～50nm。4.根据权利要求1～3任一项所述的纳米级聚酰胺复合材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为5～15nm。5.根据权利要求1～4任一项所述的纳米级聚酰胺复合材料，其特征在于，所述纳米粘土和纳米二氧化钛的质量比为(4～5):1。6.根据权利要求1～5任一项所述的纳米级聚酰胺复...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春艳，刘博恩，
申请(专利权)人：上海中镭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：