[发明专利]一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：聚酰胺树脂20‑60%、聚苯醚树脂20‑60%、芳纶纤维2‑30%、相容剂5‑15%、增韧剂5‑15%、抗氧剂0.2‑0.4%。先将聚酰胺树脂、聚苯醚树脂、相容剂和增韧剂，于搅拌设备中混合均匀；再加入芳纶纤维、抗氧剂一起置于混合器中混合均匀；然后将混合好的物料投入到双螺杆挤出机，经熔融共混，挤出造粒而制得。该复合材料用于制造受力摩擦结构件，能够较好的满足其对耐磨性、耐热性和力学强度的要求，从而大大拓展了聚酰胺/聚苯醚合金的应用范围。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种通过芳纶纤维改性得到的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯醚树脂和聚酰胺树脂都是应用广泛的工程塑料之一，聚苯醚（PPO）属于非结晶性材料，高耐热，尺寸稳定，电气绝缘性及耐蠕变性能优异，但是其加工流动性差，不耐有机溶剂，与玻纤相容性差；聚酰胺（PA）属于结晶性材料，流动性好，耐有机溶剂，与芳纶纤维相容性好，但是其易吸水，尺寸稳定性差，耐热性较差。由于两者各自的缺点，使得其使用范围受到一定限制，进而现有聚酰胺/聚苯醚合金，弥补两方缺点。

为了解决聚酰胺（PA）/聚苯醚（PPO）制品耐磨性差等缺陷，现有的改进方法是在合金中复配耐磨剂以提高其耐磨性能，使其能满足塑料制品与金属相互摩擦的要求。例如，CN108034242A公开了一种玻纤增强高耐磨PA66/PPO复合材料及其制备方法，玻纤增强高耐磨PA66/PPO复合材料的原料组成包括：尼龙PA66 20-25份，PPO 20-25份，相容剂3-5份，耐磨剂3-5份，矿物填充5-10份，玻璃纤维30-35份，抗氧剂0.1-0.3份，润滑剂0.1-0.3份，通过各原料组分的协同和促进，显著提高了材料的磨耗系数，同时使得材料的力学性能也有了一定的提升，克服现有技术中力学性能和耐磨性不能同时兼顾的缺陷，同时也降低了配方成本。然而，为提高复合材料的耐磨性及力学性能，该复合材料的原料中除PPO外，还含有大量的玻璃纤维，并与耐磨剂协同起作用，而且，大剂量玻璃纤维的加入不但会增加材料的加工难度，也将使产品的性能受到影响。

芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，英文为Aramid fiber，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、耐磨性好等优良性能，芳纶纤维强度是钢丝的5-6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560℃的温度下，不分解、不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶主要分为两种，对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA）。芳纶纤维是重要的国防军工材料，除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。

现有公开的专利文献以及目前市面上出售的聚酰胺/聚苯醚合金，其耐刮擦性和机械强度较低，用来制造受力摩擦结构件时存在耐磨性不足，耐热和力学强度不够的缺陷。本发明通过利用芳纶的优良性能，有效提升了聚酰胺/聚苯醚合金的耐磨性和耐热性，开拓了聚酰胺/聚苯醚合金在汽车工业、航天工业、石油化工行业、机电行业、电子电器行业等领域的应用，具有广阔的市场空间和应用前景。通过芳纶对聚酰胺/聚苯醚合金进行耐磨增强改性，国内外未见相关报道。

发明内容

为了解决现有聚酰胺/聚苯醚合金耐磨性不足、耐热和力学强度不够的缺陷，本发明旨在提供一种通过芳纶纤维改性得到的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料。该复合材料用于制造受力摩擦结构件，能够较好的满足其对耐磨性、耐热性和力学强度的要求，从而拓展了聚酰胺/聚苯醚合金在汽车工业、航天工业、石油化工行业、机电行业、电子电器行业等领域的应用范围。

本发明通过下述技术方案实现：一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，按重量百分比计，所述复合材料包含以下组分：

聚酰胺树脂 20-60%

聚苯醚树脂 20-60%