[发明专利]一种高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料的制备方法，包括如下步骤：将动态交联剂、耐磨助剂、抗氧剂和聚酰胺材料混合进行熔融共混，其中耐磨助剂由功能填料和有机钼助剂复配后制得，所得可逆动态交联聚酰胺母粒与聚酰胺材料混合进行熔融共混，干燥，得到高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料。本发明制备方法中，动态交联剂与聚酰胺的动态交联过程在熔融过程中实现，由此能够克服现有技术中存在的制备过程繁琐等缺点，降低可逆动态交联聚合物材料的制备成本，且制得的材料具有较好的耐磨性能、良好的强度和韧性、优异的自修复性能和回收性能、良好的耐热性和热稳定性以及更长的使用寿命，表现出较高的使用价值和较好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，涉及一种高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料的制备方法。

背景技术

聚合物及其复合材料具有密度低、比强度和比模量高、韧性好等优异的特点，被广泛应用于国民经济的各个领域。随着社会经济的发展，对聚合物及其复合材料提高更高的性能要求。因此，有效充分改善材料的性能，已经成为聚合物材料研究中的重点问题。

目前，将动态键引入到聚合物交联网络中，形成可逆交联聚合物，这类材料在使用过程中，动态键稳定存在，从而提供材料良好的机械性能、耐热性、耐溶剂性和尺寸稳定性等。当材料加热到熔点以上时，动态键断裂，材料表现出良好的流动性，在降温过程中，在聚酰胺的非晶区中，分子链之间通过动态键交联，有效提高其机械性能。但是已有报道中，可逆动态交联聚合物材料存在着动态小分子制备过程繁琐、原料昂贵、材料力学性能偏低等缺点，使材料的实际应用变得困难，而且主要集中在水凝胶体系，在聚合物树脂领域应用较少。此外，现有动态交联过程往往采用溶液体系来完成，对操作工艺和加工成本提出较大的挑战。

尽管聚酰胺材料本身的摩擦系数不高，但在长期使用过程中，特别在很多大负载的状态下，其摩擦磨损性能，对其工件的寿命有较大的影响。为此，出现很多针对聚酰胺材料摩擦磨损性能的改进方案，其中比较广泛的方法，主要集中在功能填料通过熔融共混的方式，实现与聚酰胺材料的均匀复合，从而提高其摩擦磨损性能，较为常见的降低摩擦系数的功能填料主要有：二硫化钼、石墨、硅酮树脂等，但是这些功能填料能否有效分散在聚酰胺基体中，一直是困扰聚酰胺材料性能提升的重要因素。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、原料成本低廉的高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料的制备方法，且由此方法制得的高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料具有较好的耐磨性能、良好的强度和韧性、优异的自修复性能和回收性能以及良好的耐热性和热稳定性，还具有更长的使用寿命，表现出较高的使用价值和较好的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将动态交联剂、耐磨助剂、抗氧剂和聚酰胺材料混合进行熔融共混，得到可逆动态交联聚酰胺母粒；所述耐磨助剂由功能填料和有机钼助剂复配后制得；

S2、将步骤S1中制得的可逆动态交联聚酰胺母粒、聚酰胺材料混合进行熔融共混，干燥，得到高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料。

上述的制备方法，进一步改进的，所述高耐磨型可逆动态交联聚酰胺材料中动态交联剂、耐磨助剂和聚酰胺材料的质量比为1～5∶1～2.5∶70～120。

上述的制备方法，进一步改进的，所述聚酰胺材料为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010、聚酰胺12中的至少一种。

上述的制备方法，进一步改进的，所述动态交联剂为苯硼酸及其衍生物、苯硼酸酯及其衍生物中的至少一种。

上述的制备方法，进一步改进的，所述耐磨助剂由以下方法制得，包括以下步骤：

(1)将功能填料浸泡在表面处理剂溶液中，搅拌，在80℃下保持20min～60min，得到表面改性功能填料；