[发明专利]耐高温耐磨的聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种耐高温耐磨的聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术

聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂是以邻苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺材料，它具有刚性大、耐热性高、强度高、电性能优良等优点，同时热性能也很高，加入玻璃纤维增强后，热变形温度可以达到280℃。在高温高湿状态，聚邻苯二甲酰胺的抗拉强度比尼龙6高20％，比尼龙66更高；聚邻苯二甲酰胺材料的弯曲模量比尼龙高20％，因此聚邻苯二甲酰胺可用于更加苛刻的环境中。但是由于在高温环境，高工作量条件下，采用聚邻苯二甲酰胺制作的齿轮制件会随着时间增加，其耐热性和耐磨性会随之下降。通过一般的增强，填充改性可以改善其不足，并能使其性能大大提高。

通用玻璃纤维增强聚邻苯二甲酰胺目前市场上比较大，不同的生产厂家生产的玻璃纤维增强聚邻苯二甲酰胺在性能上存在着很大的差异，一般国外生产厂家如杜邦、苏威等，主要有高刚性、高阻燃、抗水解等等，但还没有耐高温耐磨的聚邻苯二甲酰胺复合材料。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种耐高温耐磨的聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法，旨在解决采用现有聚邻苯二甲酰胺复合材料制得的制件，在高温条件下寿命较低、机械性能不稳定的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，所述耐高温耐磨的聚邻苯二甲酰胺复合材料，包含的原料及各原料组分质量百分比如下：

进一步的，所述聚邻苯二甲酰胺为半结晶性聚邻苯二甲酰胺。

进一步的，所述耐磨剂至少包括四氟乙烯粉末、石墨、二硫化钼之一。

进一步的，所述填充增强剂为玻璃纤维。

进一步的，所述抗氧剂为受阻酚型抗氧剂四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和受阻酚型抗氧剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的混合物。

进一步的，所述润滑剂至少包括N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚硅氧烷、硅酮粉、硅酮母粒之一。

进一步的，所述成核剂为长碳链线性饱和羧酸钠盐或长碳连线性饱和羧酸钙盐。

另一方面，所述耐高温耐磨的聚邻苯二甲酰胺复合材料的制备方法，包括下述步骤：

原料称取步骤，按照上述耐高温耐磨的聚邻苯二甲酰胺复合材料的原料质量配比称取各原料；

干燥处理步骤，对称取的各原料进行干燥处理；

初混合步骤，将经干燥处理的聚邻苯二甲酰胺投入混合机中，然后加入抗氧剂、润滑剂和成核剂，进行充分混合；

再混合步骤，将耐磨剂加入所述混合机中进行再次充分混合，混合完成后将的得到的物料放入干燥箱中干燥处理；

熔融造粒步骤，将干燥后的物料投入双螺杆挤出机中，经熔融反应，并加入玻纤纤维进行增强填充挤出造粒，其中玻璃纤维从双螺杆挤出机第四段筒体加入。

进一步的，所述干燥处理步骤中，所述聚邻苯二甲酰胺的干燥处理温度为120℃-130℃；所述初混合步骤中，所述混合机的混合时间为3-6min；所述再混合步骤中，所述混合机的混合时间为6-9min，所述干燥箱的干燥温度为90-100℃，干燥时间为2-3小时。

进一步的，所述双螺杆挤出机的螺杆分为八个加温区，其中一区温度设置为180-200℃、二区温度设置为280-320℃、三区温度设置为280-320℃、四区温度设置为280-320℃、五区温度设置为280-320℃、六区温度设置为240-260℃、七区温度设置为240-260℃、八区温度设置为240-260℃；螺杆转速250-550r/min，双螺杆挤出机内压力为14-20MPa。

本发明的有益效果是：本发明针对在高温条件下采用现有聚邻苯二甲酰胺复合材料制得的传动制件寿命较低、机械性能不稳定的缺点，在聚邻苯二甲酰胺中引入耐磨剂提高PPA的耐磨性能及自润滑性能，而且通过采用玻璃纤维进行增强处理后得到性能优良的改性复合材料，复合材料的表面硬度、表面光泽和尺寸稳定性获得大幅度提高的同时，保证了材料的机械性能和耐热耐磨性能，从而使得本复合材料可以用于高温条件下的传动制件中，比如齿轮制件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。