[发明专利]具有高减摩抗磨表面层的铸型尼龙复合材料的制备方法

权利要求书

1.具有高减摩抗磨表面层的铸型尼龙复合材料的制备方法，其特征是：首先，由六甲基磷酰三胺、超细高岭土和甲苯二异氰酸酯按比例制成分散悬胶体；然后，己内酰胺熔体中加入分散悬胶体和聚四氟乙烯微粉，通过氢氧化钠-甲苯二异氰酸酯催化活化体系引发已内酰胺阴离子开环聚合反应；最后，于常压下将反应物料铸入预热保温的离心旋转模具中，反应浇铸液聚合并凝固成型后，逐步冷却脱模，得到具有高减摩抗磨表面层的铸型尼龙复合材料。

2. 根据权利要求1所述的具有高减摩抗磨表面层的铸型尼龙复合材料的制备方法，其特征是：单体己内酰胺为聚合级工业品；超细高岭土为经过研磨剥片的商品，平均粒径≤2μm，在制备分散悬胶体前经热处理，于400℃煅烧2hr后冷却至常温；六甲基磷酰三胺为工业品，纯度≥99.0%，相对密度 1.024(25℃)，在制备分散悬胶体前经减压蒸馏纯化处理，于1.47kPa压力时收集105～107℃馏分；氢氧化钠和甲苯二异氰酸酯为试剂级化学品；制备分散悬胶体的原料质量比为：六甲基磷酰三胺︰超细高岭土︰甲苯二异氰酸酯＝16︰1︰1；聚四氟乙烯微粉为可自由流动的微化粉末，平均粒径≤5μm，含水率≤0.03%，使用前于120℃烘箱中预处理1hr；制备铸型尼龙复合材料的原料质量比为：己内酰胺单体︰分散悬胶体︰聚四氟乙烯微粉︰氢氧化钠︰甲苯二异氰酸酯＝100︰5.4～9︰0.4～0.8︰0.1～0.2︰0.15～0.35；聚合模具为不锈钢或普通钢材质的离心旋转模具，转速为500～600r/min，预热温度为170～190℃。

3. 根据权利要求2所述的具有高减摩抗磨表面层的铸型尼龙复合材料的制备方法，其特征是：制备铸型尼龙复合材料的原料质量比为：己内酰胺单体︰分散悬胶体︰聚四氟乙烯微粉︰氢氧化钠︰甲苯二异氰酸酯＝100︰6.2～7.6︰0.6～0.73︰0.14～0.16︰0.25～0.3。

4. 根据权利要求2所述的具有高减摩抗磨表面层的铸型尼龙复合材料的制备方法，其特征是该制备方法，包括以下具体步骤：

（1）分散悬胶体制备：将质量比16︰1︰1的已纯化处理的六甲基磷酰三胺、已热处理的超细高岭土和甲苯二异氰酸酯分别准确计量，置于搅拌反应器中，通入干燥氮气保护，充分搅拌，于80℃、常压下反应4hr，制得分散悬胶体，冷却至常温，保存于盛有无水氯化钙的干燥器中备用；

（2）浓缩反应活性料制备：将上述1/3质量的己内酰胺单体和氢氧化钠同时投入不锈钢活性料釜中，减压至1.33kPa，于120～135℃反应，蒸馏脱除水分，维持减压状态30min，得到含有己内酰胺钠盐的浓缩反应活性料，解除真空，通入干燥氮气至常压，保持浓缩反应活性料温度为160～170℃；

（3）协同改性复合料制备：将上述剩余2/3质量己内酰胺单体投入不锈钢配料釜中，减压至1.33kPa，于120～135℃下蒸馏脱除水分，维持减压状态20min，解除真空，通入干燥氮气至常压，再加入步骤（1）的分散悬胶体和聚四氟乙烯微粉，混合均匀成为协同改性复合料，保持协同改性复合料温度为160～170℃；

（4）反应液离心浇铸聚合：将步骤（2）的浓缩反应活性料、步骤（3）的协同改性复合料和甲苯二异氰酸酯迅速混合成为反应液，反应液温度160～170℃，反应液浇铸入温度为170～190℃的离心旋转模具内，模具在≤5min的较短时间内逐渐加速到500～600r/min的转速，反应浇铸液聚合并凝固成型后保温30min，逐步冷却脱模，得到具有高减摩抗磨表面层的铸型尼龙复合材料。