[发明专利]一种尼龙复合材料及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种尼龙复合材料及其制备和应用，组分包括：尼龙树脂、碳纤维、碳纳米管、聚四氟乙烯、石墨、相容剂、添加剂。本发明尼龙复合材料保证材料良好的电性能和机械性能的同时降低摩擦损耗。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，特别涉及一种尼龙复合材料及其制备和应用。

背景技术

尼龙材料作为一种工程塑料，因其具有良好的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性被广泛的应用于电子电器、交通运输、电动工具等行业。尼龙66由于其自身的润滑性，具有较低的摩擦系数和摩擦损耗。尼龙材料的一些应用领域，例如传动轴承、齿轮、发动机叶片等应用领域，对于尼龙材料的耐磨性能提出了更高的要求。

CN 102757639 A制备了玻璃纤维和金刚石粉复配改性尼龙，提升了复合材料的耐磨性能，但该方法工艺流程复杂，且所制备的复合材料的力学性能一般，拉伸模量较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种尼龙复合材料及其制备和应用。

本发明的一种尼龙复合材料，按重量份数，组分包括：

其中石墨为石墨1、石墨2、石墨3的混合物，所述石墨1的D50粒径为50-70μm，石墨2的D50粒径为20-45μm，石墨3的D50粒径为8-15μm。

石墨D50粒径的测试方法：将通过双螺杆挤出机挤出造粒获得的复合材料颗粒作为样品。在氮气氛围的马弗炉中进行烧灼，烧灼温度为750℃，时间为4h，烧灼后残余物质即为石墨。石墨的粒径的测试方法，参照GB/T 19077.1《粒度分析激光衍射法》方法进行测定，用统计学方法对石墨的平均粒径、粒径分布进行计算。

优选地，所述尼龙树脂的相对粘度为80-180ml/g。

相对粘度测试标准为ISO 307-2017，采用甲酸溶液进行测试，测试温度为25℃，溶解时间12h，溶解温度为25℃。

进一步优选地，所述尼龙树脂相对粘度为100-130ml/g。

尼龙树脂粘度会影响碳纤维、石墨、碳纳米管填料等在树脂中的分散程度。树脂粘度过低，会降低无机填料的分散性，造成团聚现象，导致性能下降，粘度过高会导致树脂剪切过强，造成碳纤维保留长度过低，同样会导致性能下降。

优选地，所述尼龙树脂包括尼龙6、尼龙66。

优选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或几种。

优选地，所述碳纳米管直径为5-20nm，长度为5-100μm。

进一步优选地，所述碳纳米管直径为5-20nm，长度为5-20μm。

碳纳米管具有非常高的长径比，在树脂基体中相互缠绕，如果长度过短，难以形成有效的导电通路；如果长度过长，相互之间缠绕点增加，在宏观上形成团聚，从而影响材料的力学性能。

优选地，所述聚四氟乙烯的数均分子量为2-50万。

进一步优选地，所述聚四氟乙烯的数均分子量为3-10万。

聚四氟乙烯的数均分子量过大，会影响其在复合材料中的分散情况，使其在复合材料中难以分散；数均分子量过小，虽然在摩擦过程初期阶段，能够起到一定降低摩擦损耗的作用，但经过长期的摩擦，分子量过低会使得聚四氟乙烯更容易迁移至材料表面，随着摩擦过程的进行，复合材料中聚四氟乙烯的含量大幅度衰减，从而摩擦损耗大幅度上升。

优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯-丁二烯、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种。