專利名稱：高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能塑料合金，特別涉及一種高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍(PA)工程塑料合金及其制造方法。
背景技術(shù)：
尼龍是最早使用的工程塑料之一，具有優(yōu)異的綜合性能，尤其是其斷裂強(qiáng)度高，耐磨性好，摩擦系數(shù)低，純尼龍的摩擦系數(shù)為0.4，磨痕寬度為8.5mm，在機(jī)械、儀器儀表、汽車等領(lǐng)域得到廣泛的實際應(yīng)用。近年來，隨著科技進(jìn)步與工業(yè)的發(fā)展，對工程塑料性能要求越來越高，要作為輕質(zhì)高強(qiáng)的耐磨結(jié)構(gòu)件，能在高速、高壓、高溫等工況極為苛刻的條件下正常工作，純尼龍的性能是無法滿足其應(yīng)用技術(shù)要求的，傳統(tǒng)方法采用玻纖增強(qiáng)尼龍，可以提高其力學(xué)性能，但極大損失了尼龍本身獨具的自潤滑性和耐磨性。研發(fā)高性能尼龍，制作綜合性能優(yōu)良的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)機(jī)械另件，成為各產(chǎn)業(yè)部門迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是“二個提高”，第一個是提高尼龍的力學(xué)性能，第二個是提高尼龍的自潤滑性和耐磨損性能。
本發(fā)明的技術(shù)思路是采用合金化技術(shù)與共混改性的工藝，以復(fù)合增強(qiáng)減摩功能化技術(shù)改性，制得具有永久性的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)功能性的新型尼龍合金，以滿足在動力傳動傳導(dǎo)工程中更高性能要求的工程塑料制件。本發(fā)明采用了以下技術(shù)手段1、采用接技聚烯烴和接技三元乙丙膠增韌改性，降低尼龍的吸水率，提高尼龍的性能穩(wěn)定性與復(fù)合增強(qiáng)減摩劑的親和性；2、復(fù)合增強(qiáng)抗磨改性技術(shù)采用既有增強(qiáng)尼龍力學(xué)性能又具抗磨作用的玻璃微珠與晶須或纖維組成的復(fù)合增強(qiáng)抗磨雙重功效的體系；3、復(fù)合潤滑減摩改性技術(shù)復(fù)合潤滑減摩體系由固體潤滑劑和液體潤滑劑二部份材料組成固體潤滑劑包括聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、石墨，液體潤滑劑為硅油。復(fù)合潤滑減摩劑起著優(yōu)異的耐磨作用，固體潤滑劑在表面上形成一層轉(zhuǎn)移膜，而液體潤滑劑以微珠狀態(tài)均勻分布其中，表面形成一層有持久長效的潤滑油膜，起著不斷加油的小型油箱作用。
本發(fā)明的技術(shù)方案為高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其組成成分的重量配比為

分散劑A為雙硬酯酸酰胺，分散劑B為硅烷偶聯(lián)劑，熱穩(wěn)定劑為受阻胺抗氧劑。
制造方法采用一次擠出法根據(jù)高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金的組成配比，在通用高速混合機(jī)內(nèi)，按上述配比依次加入各組份，其中尼龍在100℃～110℃的干燥器中預(yù)先充分干燥后再加入，升溫到80±5℃混合攪拌5～10分鐘，擠出造粒，制得高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金。
也可按配比將尼龍+聚乙烯/(乙烯/丙烯酸)共聚物/接技三元乙丙膠/接技聚烯烴+復(fù)合增強(qiáng)抗抗磨劑+復(fù)合潤滑減摩劑+分散劑A、B+熱穩(wěn)定劑→高速攪拌共混→擠出造粒。其中復(fù)合增強(qiáng)抗抗磨劑的配比與配制法玻璃微珠/鈦酸鉀晶須或纖維＝10～30/5～20，以重量計100份，在通用高速混合機(jī)內(nèi)混合，升溫到100℃，繼續(xù)混合攪拌3～5分鐘，加入表面硅烷偶聯(lián)劑KH-550，0.5～1.5％進(jìn)行界面技術(shù)處理，繼續(xù)混合攪拌4～8分鐘，復(fù)合增強(qiáng)抗磨劑以重量份計，配用量為20～45份。復(fù)合潤滑減摩劑的配比與配制法聚四氟乙烯/超高分子量聚乙烯/硅油/分散劑B＝10～20/5～10/1～4/0.5～1.5，以重量計100份，依次加入在高速混合機(jī)內(nèi)攪拌混合，升溫到85±5℃，繼續(xù)混合攪拌4～8分鐘。復(fù)合潤滑減摩劑以重量份計，配用量為15～25份。
本發(fā)明的應(yīng)用效果本發(fā)明是創(chuàng)制一種新型永久功能性的高性能工程塑料合金，具有優(yōu)良的性能價格比，可廣泛應(yīng)用于國防、航空、電子、機(jī)械、儀器儀表、汽車等行業(yè)制造耐磨損機(jī)械另部件，如軸承、齒輪、滑輪、滑塊、凸輪、滾輪、導(dǎo)軌等高自潤滑、高耐磨動力傳動傳導(dǎo)的新材料，可滿足高速、高壓、高溫條件下應(yīng)用的需求。
本發(fā)明的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，具有卓越的耐磨性能摩擦系數(shù)＜0.12，磨痕寬度/mm＜4。
具體實施例方式實施例1～5的組份重量配比見下表


上述配方中實施例1中尼龍為尼龍6(PA6)，接技三元乙丙膠MEPR-800，接技聚烯烴MPE-106，晶須為鈦酸鉀晶須，(乙烯/丙烯酸)共聚體AK-31，分散劑A為雙硬酯酸酰胺，分散劑B為(硅烷型)A-1100，熱穩(wěn)定劑為受阻胺類抗氧劑1010，上述原料均為市售常用原料。實施例2尼龍為尼龍66(PA66)，晶須為鎂鹽晶須，其余同實施例1。實施例3尼龍為尼龍12(PA12)，晶須為硅灰石晶須，其余同實施例1。實施例4尼龍為尼龍1010(PA1010)，晶須為鈦酸鉀晶須，其余同實施例1。實施例5尼龍為尼龍6(PA6)，纖維為玻璃纖維、芳綸短纖維、碳纖維中的一種，其余同實施例1。
實施例1-5的制造方法參見上述1～5號配方，采用一次擠出法，在通用高速混合機(jī)內(nèi)，按上述配比依次加入各組份，其中尼龍在100℃～110℃的干燥器中預(yù)先充分干燥后再加入，升溫到80±5℃混合攪拌5～10分鐘，擠出造粒，制得高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金。
實施例6復(fù)合增強(qiáng)抗磨劑的復(fù)合配比及表面技術(shù)處理玻璃微珠/鈦酸鉀晶須＝10～30/5～20，以重量計100份，在通用高速混合機(jī)內(nèi)混合，升溫到100℃，繼續(xù)混合攪拌3～5分鐘，加入表面硅烷偶聯(lián)劑KH-550，0.5～1.5％進(jìn)行界面技術(shù)處理，繼續(xù)混合攪拌4～8分鐘，復(fù)合增強(qiáng)抗磨劑以重量份計，配用量為20～45份。
實施例7復(fù)合潤滑減摩劑的配比與配制法聚四氟乙烯/超高分子量聚乙烯/硅油/分散劑B＝10～20/5～10/1～4/0.5～1.5，以重量計100份，依次加入在高速混合機(jī)內(nèi)攪拌混合，升溫到85±5℃，繼續(xù)混合攪拌4～8分鐘。復(fù)合潤滑減摩劑以重量份計，配用量為15～25份。
權(quán)利要求
1.高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其組成成分的重量配比為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其特征是玻璃微珠粒徑um＜65。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其特征是晶須需滿足φ0.2～1.5um，長10～80um。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其特征是超高分子量聚乙烯的分子量＞150萬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其特征是硅油運(yùn)動粘度為0.001～0.06m2s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其特征是分散劑A為雙硬酯酸酰胺，分散劑B為硅烷偶聯(lián)劑，熱穩(wěn)定劑為受阻胺抗氧劑。
7.權(quán)利要求1所述的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金的制備方法，其特征是采用一次擠出法，根據(jù)高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金的組成配比，在通用高速混合機(jī)內(nèi)，按上述配比依次加入各組份，其中尼龍在100℃～110℃的干燥器中預(yù)先充分干燥后再加入，升溫到80±5℃混合攪拌5～10分鐘，擠出造粒，制得高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金。
8.權(quán)利要求1所述的高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金的制備方法，其特征是采用一次擠出法，按配比將尼龍+聚乙烯/(乙烯/丙烯酸)共聚物/接技三元乙丙膠/接技聚烯烴+復(fù)合增強(qiáng)抗抗磨劑+復(fù)合潤滑減摩劑+分散劑A、B+熱穩(wěn)定劑→高速攪拌共混→擠出造粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是復(fù)合增強(qiáng)抗抗磨劑的配比與配制法玻璃微珠/鈦酸鉀晶須或纖維＝10～30/5～20，以重量計100份，在通用高速混合機(jī)內(nèi)混合，升溫到100℃，繼續(xù)混合攪拌3～5分鐘，加入表面硅烷偶聯(lián)劑KH-550，0.5～1.5％進(jìn)行界面技術(shù)處理，繼續(xù)混合攪拌4～8分鐘，復(fù)合增強(qiáng)抗磨劑以重量份計，配用量為20～45份。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是復(fù)合潤滑減摩劑的配比與配制法聚四氟乙烯/超高分子量聚乙烯/硅油/分散劑B＝10～20/5～10/1～4/0.5～1.5，以重量計100份，依次加入在高速混合機(jī)內(nèi)攪拌混合，升溫到85±5℃，繼續(xù)混合攪拌4～8分鐘。復(fù)合潤滑減摩劑以重量份計，配用量為15～25份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種功能塑料合金，特別涉及一種高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍(PA)工程塑料合金及其制造方法。解決了單一尼龍無法滿足高速、高壓、高溫等工況的缺陷。高自潤滑、高耐磨、增強(qiáng)尼龍工程塑料合金，其組成成分的重量配比為尼龍70～100份，聚乙烯5～15份，(乙烯/丙烯酸)共聚體0－6份，接技三元乙丙膠0－6份，接技聚烯烴0－10份，玻璃微珠10～35份，晶須或纖維5～20份，聚四氟乙烯5～15份，超高分子量聚乙烯0～10份，石墨0－15份，硅油1～5份，分散劑A 0.2～1.0份，分散劑B 0.2～1.0份，熱穩(wěn)定劑0.2～1.0份。主要可用于高速、高壓、高熱條件下動力傳動傳導(dǎo)零部件。
文檔編號C08K7/00GK1607219SQ20031010788
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者林安良 申請人:林安良