[发明专利]一种低温耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种低温耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。所述低温耐磨PA66/GF复合材料按重量份数计，包含30‑40份GF、30‑40份PA66、10‑20份弹性体、1‑2份无机纳米粒子和0.05‑0.25份抗氧剂，且无机纳米粒子与弹性体的质量比是1：(8‑12)。本发明的低温耐磨PA66/GF复合材料采用无机填料包覆弹性体，制备“硬壳‑软核”结构，增加了弹性体表面硬度，降低了弹性体加剧PA66/GF复合材料表面磨损的负面影响；且通过无机纳米粒子和弹性体表面改性，采用化学键接枝增强了“硬壳‑软核”结构的稳定性。此外，无机粒子在增加PA66/GF复合材料耐磨性能的同时与弹性体形成包覆结构，不会影响材料的低温冲击强度。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种低温耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。

背景技术

聚己二酰己二胺(PA66)是由己二胺和己二酸缩聚制得，主链上许多重复的酰胺基团使它具有优异的弯曲强度和拉伸强度。此外，PA66还具有抗冲击、耐磨、自润滑弹性模量高、耐热性优良等优点，在化工、汽车、机械制造以及交通运输等领域应用广泛。但是PA66在低温和干态条件下很容易发生脆性断裂，冲击强度大大下降，且PA66的吸水率高，吸水后的PA66综合性能下降，这些缺陷的存在导致它的应用受限。

PA66增韧改性一般分为两种，即无机粒子改性和弹性体改性，两种改性方法主要都是将PA66和与PA66相容性较好的增韧剂熔融共混、挤出得到改性产物。但是无机粒子增韧改性要求聚合物基体要有一定的韧性，而PA66在低温下较脆，所以不适用。因此，在低温下，弹性体增韧是PA66的优选增韧方法。PA66的耐磨改性主要是通过降低材料发生摩擦行为的表面摩擦系数，降低磨损量来实现的，可以从物理和化学角度出发：物理角度就是提高材料的硬度和光滑程度以降低磨损量，化学角度就是在材料发生摩擦过程中，由于化学因素产生润滑层。

目前，关于低温耐磨PA66/GF复合材料相关研究较少，没有良好的方案能兼顾耐磨性能和耐低温性能，很难同时提高PA66/GF复合材料的耐磨性能和耐低温性能。弹性体的存在会降低材料表面硬度增加磨损，耐磨填料的加入会降低材料的冲击强度，严重限制了PA66/GF复合材料的应用范围。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种低温耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。本发明的低温耐磨PA66/GF复合材料采用无机填料包覆弹性体，制备“硬壳-软核”结构，增加了弹性体表面硬度，降低了弹性体加剧PA66/GF复合材料表面磨损的负面影响；且通过无机纳米粒子和弹性体表面改性，采用化学键接枝增强了“硬壳-软核”结构的稳定性。此外，无机粒子在增加PA66/GF复合材料耐磨性能的同时与弹性体形成包覆结构，不会影响材料的低温冲击强度。

为达到本发明的目的，本发明的低温耐磨PA66/GF复合材料按重量份数计，包含30-40份GF(玻璃纤维)、30-40份PA66、10-20份弹性体、1-2份无机纳米粒子和0.05-0.25份抗氧剂，且无机纳米粒子与弹性体的质量比是1：(8-12)。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述无机纳米粒子包覆弹性体，形成“硬壳-软核”结构。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述无机纳米粒子与弹性体的质量比是1：(10.5-11.5)。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述低温耐磨PA66/GF复合材料中还包含分子量为1×10⁶～3×10⁶的超高分子量聚乙烯。

进一步优选地，在本发明的一些实施例中，所述低温耐磨PA66/GF复合材料中超高分子量聚乙烯与无机纳米粒子的质量比为(0.8-1.2)：1

进一步地，所述无机纳米粒子是纳米二氧化硅、纳米二硫化钼、纳米石墨烯、纳米氧化铝、纳米玻璃微球中的一种或多种。