[发明专利]一种耐磨聚甲醛复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体来说是一种耐磨聚甲醛复合材料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛(POM)是一种主链上含有氧化亚甲基(-CH₂O-)链节，分子链由C-O交替排列并扭转成螺旋状的线型高分子聚合物，是具有“夺刚”、“超钢”之称的工程塑料。POM及其复合材料已在机械、汽车、电子电器等领域广泛应用于制造各种具有自润滑、减摩性能的零件。但纯聚甲醛摩擦系数偏大，只能用于低速、低载、低负荷条件下，难于满足精密机械、电子电器等动力传导零部件高速、高压、高温、轻量化的要求，限制了在各领域的应用。因此需对POM进行改性，以提高POM的摩擦磨损性能。常采用的方法有：添加聚四氟乙烯、聚烯烃等具有更低摩擦系数的高分子材料；添加润滑油或润滑脂等润滑油；添加石墨、二硫化钼等无机润滑剂；添加玻璃纤维、炭纤维、芳纶纤维等纤维材料；添加铜粉、铅粉等金属粉末或薄片及利用接枝、嵌段共聚在聚甲醛分子链上引入具有润滑性链段等。

目前，关于POM的摩擦磨损性能改性研究已取的一些进展。专利CN101885896A采用聚氧化乙烯和聚四氟乙烯纤维为润滑改性剂，专利CN102161812B采用碳纤维和二硫化钼为润滑改性剂，专利US5824742以聚烯烃和二甲基硅氧烷聚合物为润滑剂来改善聚甲醛的摩擦磨损性能。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种耐磨聚甲醛复合材料及其制备方法，所述的这种耐磨聚甲醛复合材料及其制备方法解决了纯聚甲醛摩擦系数偏大，只能用于低速、低载、低负荷条件下，难于满足精密机械、电子电器等动力传导零部件高速、高压、高温、轻量化的要求的技术问题。

本发明提供了一种耐磨聚甲醛复合材料，各成份的质量百分比含量如下：

进一步的，所述聚甲醛树脂为共聚甲醛或均聚甲醛。

进一步的，所述芳纶为芳纶纤维(长纤、短纤)、芳纶浆粕或者芳纶粉末中的一种或者两种以上的组合。

进一步的，所述相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸的含量为1～30％。

进一步的，所述分散剂为白油。

本发明还提供了上述的一种耐磨聚甲醛复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)先将聚甲醛和芳纶粉末分别置于真空干燥烘箱中70～85℃下干燥4～8小时；

2)再将聚甲醛、芳纶、相容剂及分散剂按配方质量百分比比例加入到一个高速混合机内充分混合，混合时间为5～10分钟；

3)将混合料添加至双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，螺筒各分区温度控制在150～200℃，螺杆转速为150～400转/分钟。

本发明通过采用聚甲醛树脂、芳纶、相容剂及分散剂的合理复合，制备了具有摩擦磨损性能好，自润滑效果好的耐磨聚甲醛复合材料，并且制备工艺简单方便，生产设备操作简单。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明克服了现有技术的缺陷，提供了一种摩擦磨损性能好，自润滑效果好的耐磨聚甲醛复合材料。

具体实施方式

下面以具体实施例来说明本发明，但并不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种耐磨聚甲醛复合材料，各成份的质量百分比含量如下：

聚甲醛：98.5wt％，

芳纶：1wt％，

EAA：0.3wt％，

白油：0.2wt％。

将上述材料混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融剪切、挤出造粒，螺筒各分区温度控制在150～200℃，螺杆转速为150～400转/分钟。所得的改性粒料置于80℃的烘箱中干燥4～8小时，采用注塑成型法制备力学性能和摩擦磨损性能的测试样条。其测试值如表1所示。

实施例2

一种耐磨聚甲醛复合材料，各成份的质量百分比含量如下：

聚甲醛：68wt％，

芳纶：25wt％，

EAA：5.5wt％，

白油：1.5wt％。

将上述材料混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融剪切、挤出造粒，螺筒各分区温度控制在150～200℃，螺杆转速为150～400转/分钟。所得的改性粒料置于80℃的烘箱中干燥4～8小时，采用注塑成型法制备力学性能和摩擦磨损性能的测试样条。其测试值如表1所示。

实施例3

一种耐磨聚甲醛复合材料，各成份的质量百分比含量如下：

聚甲醛：48wt％，

芳纶：40wt％，

EAA：10wt％，

白油：2wt％。