[发明专利]一种耐磨填料及由其制备的耐磨复合材料和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料改性领域，具体涉及一种耐磨填料及由其制备的耐磨复合材料和制备方法。

背景技术

1957年，美国的R.H.温托夫（美国通用电气公司员工）首先研制成立方氮化硼。立方结构的氮化硼，分子式为BN，立方氮化硼可简写为CBN，其晶体结构类似金刚石，硬度略低于金刚石（立方氮化硼维氏硬度HV72000～98000兆帕，金刚石维氏硬度HV100000兆帕），因此它与金刚石统称为超硬材料，常用作磨料和刀具材料。如，中国专利申请CN102416602A公开了一种氮化硼砂轮；中国专利申请CN101712550A公开了一种氮化硼超硬刀具，主要用于车削刀具。

二硅化钼（MoSi₂）是Mo-Si二元合金系中含硅量最高的一种中间相，具有金属与陶瓷的双重特性，是一种性能优异的高温材料，其具有极好的高温抗氧化性，抗氧化温度高达1600℃以上，密度适中（6.24g/cm³）、热膨胀系数较低（8.1×10^-6K^-1）、电热传导性良好（热导率45W/(m·K)，体积电阻率2.15×10^-5Ω·cm），脆韧转变温度较高，在1000℃以下有陶瓷般的硬脆性，1000℃以上呈金属般的软塑性。MoSi₂主要应用作发热元件、集成电路、高温抗氧化涂层及高温结构材料。江莞等人总结了“二硅化钼材料的研究现状及应用前景”（《无机材料学报》，2001年04期），其中二硅化钼主要用于无机高温发热元件。

通常，塑料基体中采用二氧化硅、氧化铝、二硫化钼作为耐磨填料，但是这些填料存在下述缺点：其本身的硬度没有立方氮化硼的硬度高，对塑料耐磨性能的提高相对较小。   

目前为止，将立方氮化硼、二硅化钼与聚四氟乙烯复配用于塑料基体中作为耐磨填料的方案尚未见报道。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种用于塑料树脂的耐磨填料，以解决现有技术中塑料基体中使用的耐磨填料硬度不够的缺陷。

本发明的第二目的是提供一种耐磨复合材料，以解决现有技术中塑料基体中使用的耐磨填料硬度不够的缺陷。

本发明的第三目的是提供一种耐磨复合材料的制备方法，以解决现有技术中塑料基体中使用的耐磨填料硬度不够的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种用于塑料树脂的耐磨填料，由包括以下重量份的组分制成：

立方氮化硼微粉   0.15~7.5份，

二硅化钼微粉     0.15~7.5份，

聚四氟乙烯微粉    0.2~10份。

优选的，所述耐磨填料中各组分的粒径为0.1~20μm。

一种上述耐磨填料填充的耐磨复合材料，由包括以下重量份的组分制成：

塑料树脂      100份，

上述耐磨填料    0.5~25份，

偶联剂        0~2份，

加工助剂      0~2份。

优选的，所述耐磨填料的重量份为0.7~17份，其中各组分的重量份为：

立方氮化硼微粉   0.2~5份，

二硅化钼微粉     0.2~5份，

聚四氟乙烯微粉   0.3~7份。

优选的，所述偶联剂的重量份为0.2~1.5份，所述加工助剂的重量份为0.2~1.5份。

优选的，所述塑料树脂选自聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚酯、聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚砜（PSU）或聚醚砜（PES）中的一种或几种。

进一步优选的，所述聚酰胺选自聚酰胺6（PA6）、聚酰胺66（PA66）、聚酰胺10（PA10）、聚酰胺12（PA12）、聚酰胺610（PA610）或聚酰胺1010（PA1010）中的一种或几种；所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PPT）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或聚碳酸酯（PC）中的一种或几种。

优选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或两种。

进一步优选的，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）；所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯（NDZ-102）。

优选的，所述加工助剂选自硅酮粉、硬脂酸锌或二甲基硅油中的一种或几种。

一种上述耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：