[发明专利]聚甲醛高分子复合材料及其制备方法、成型材料制备方法

说明书

一种聚甲醛高分子复合材料的制备方法，其包括如下步骤：将聚四氟乙烯微粉与聚甲醛微粉进行高速混合形成聚四氟乙烯‑聚甲醛复合颗粒；在高速混合的条件下往上述形成的聚四氟乙烯‑聚甲醛复合颗粒中喷入硅烷偶联剂形成混合料；以及在高速混合条件下往上述混合料中吹入石墨烯并继续高速混合，从而制得所述聚甲醛高分子复合材料。本发明还提供一种由上述方法制备的聚甲醛高分子复合材料及一种成型材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料及其制备方法，尤其涉及一种聚甲醛高分子复合材料及其制备方法，以及一种成型材料的制备方法。

背景技术

聚甲醛是一种没有侧链、高密度、高结晶性的线性聚合物，其综合性能优良，具有类似金属的硬度、强度和钢性，被誉为“赛钢”或者“超钢”。聚甲醛以低于其他工程塑料的成本，正在替代一些传统上被金属所占领的市场，可广泛的应用于制造各种滑动、转动机械零件，做各种齿轮、杠杆、滑轮、链轮、轴承等。但纯聚甲醛摩擦系数较高，只适用于低温低载荷的使用环境，从而影响了其应用效果和应用范围，目前通常采用添加填料使聚甲醛成为复合材料改善其性能。

石墨烯不仅拥有杰出的导电性能、导热性能、机械性能等，其面内方向也表现出突出的耐磨性能和润滑性能，可广泛的应用于提高高分子材料的摩擦磨损性能。但是，石墨烯作为一种耐磨润滑填充材料，其在基体材料中的分散效果和分布状态，以及与基体材料的结合强度，直接决定了石墨烯对复合材料耐磨润滑性能的改善效果。

发明内容

鉴于上述情况，有必要提供一种制备工艺简单、适于工业化生产且较环保的聚甲醛复合材料制备方法。

另外，还有必要提供一种由上述方法制备的聚甲醛复合材料以及一种成型材料的制备方法。

一种聚甲醛高分子复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

将聚四氟乙烯微粉与聚甲醛微粉进行高速混合形成聚四氟乙烯-聚甲醛复合颗粒；

在高速混合的条件下往上述形成的聚四氟乙烯-聚甲醛复合颗粒中喷入硅烷偶联剂形成混合料；以及

在高速混合条件下往上述混合料中吹入石墨烯并继续高速混合，从而制得所述聚甲醛高分子复合材料。

一种如上所述的聚甲醛高分子复合材料的制备方法制备的聚甲醛高分子复合材料。

一种成型材料的制备方法，其包括以下步骤：

提供如上所述的聚甲醛高分子复合材料的制备方法制备的聚甲醛高分子复合材料；以及

将上述聚甲醛高分子复合材进行成型制得成型材料。

本发明的聚甲醛高分子复合材料制备方法制备的聚甲醛高分子复合材料形成的成型材料具有优良的耐摩擦磨损性能，相比纯的聚甲醛材料形成的成型材料摩擦系数降低53.6％。磨损率体积降低72.5％。所述聚四氟乙烯微粉均匀吸附在所述聚甲醛微粉表面，使得制得的聚四氟乙烯-聚甲醛复合颗粒具有良好的自润滑性能。在高速混合的条件下喷入所述硅烷偶联剂可在所述聚四氟乙烯-聚甲醛复合颗粒的表面形成均匀的膜层，以便于后续石墨烯通过所述膜层结合于所述聚四氟乙烯-聚甲醛复合颗粒的表面。所述石墨烯随气流吹入可以使得石墨烯更加分散，从而更加均匀的包覆所述聚四氟乙烯-聚甲醛复合颗粒，进而阻碍、改变和反射磨损时产生的微裂纹的扩展，从而有效的减缓材料磨损。同时石墨烯所特有的层间结构在受力时容易发生剪切从而形成具有润滑和保护的转移膜层，进一步减少材料磨损。本发明的聚甲醛高分子复合材料的制备方法工艺简单，适于工业生产，环保高效。

附图说明

图1为比较例2的聚四氟乙烯-聚甲醛复合颗粒的扫描电子显微镜图。

图2为实施例1的聚甲醛高分子复合材料的扫描电子显微镜图。

图3为本发明不同石墨烯含量的聚甲醛高分子复合材料形成的成型材料摩擦系数(COF)。