一种高耐磨改性PA9T复合材料的配方及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机高分子复合材料的配方及工艺，更具体的说，是一种通过填充改性来实现提高PA9T材料耐磨性能的配方及制备方法。

背景技术

PA9T是日本可乐丽公司开发的一种半芳香族尼龙材料。与普通尼龙材料相比，PA9T由于分子链中引入了芳香环，玻璃化转变温度显著提高，耐热性能增强，且吸水率降低，具有良好的尺寸稳定性和耐溶剂性能。在力学性能方面，PA9T的强度与模量远高于普通尼龙材料。另外，PA9T的分子链具有良好的柔顺性，且分子链结构规整，结晶速率较快，结晶度较高，因此PA9T具有良好的加工性能。作为一种综合性能优良的特种工程塑料，PA9T在航空航天、电子电工、机械制造以及“以塑代钢”的解决方案等领域具有广泛的应用。例如：通过注塑成型制备新型PA9T尼龙电梯轮及滑块产品。传统电梯轮产品普遍使用MC尼龙材料浇铸成形，生产效率低、成本高，环境污染严重。而采用注塑成型制备尼龙电梯轮材料可大幅度提高生产效率，降低时间成本和人工成本，更重要的是可以实现绿色环保生产，服务于国民经济建设。但另一方面，PA9T材料的耐磨性能目前还无法达到电梯轮产品的技术要求，因此在保证PA9T材料原有性能的前提下，如何提高其耐磨性成为突破这一创新技术的关键所在。本发明阐述了一种通过二硫化钼填充改性提高PA9T材料耐磨性能的配方及工艺方法。二硫化钼作为一种无机非金属材料，自身具有优异的耐摩擦磨损性能，广泛作为固体润滑剂、耐磨改性剂使用。将二硫化钼与PA9T、玻纤等按比例共混，有效克服了PA9T材料耐磨性能不足的技术缺点，可成功替代传统MC尼龙材料，实现其在耐磨产品上的应用与发展。

发明内容

本发明的目的在于有效克服了现有技术条件下PA9T材料耐磨性能不足的缺点，提出了使用二硫化钼填充改性PA9T以改善其耐磨性能的方法。

本发明阐述的制备高耐磨改性PA9T复合材料的工艺配方如下（所有组分按重量比计算）：

PA9T原料：50%~70%；玻纤材料：15%~30%；耐磨填料二硫化钼：1%~10%，二硫化钼的粒径大小包括但不限于1μm、5μm、10μm中的一种或几种。更具体地说，本发明所使用的二硫化钼粒径大小为5 μm；抗氧剂：0.5%~1.5%，抗氧剂包括但不限于1010、1076和1098中的一种或几种；热稳定剂：0.5%~1.5%，热稳定剂包括但不限于硬脂酸钙、硬脂酸钡和硬脂酸铅中的一种或几种；偶联剂：0.5%~1.5%，偶联剂包括但不限于KH550、KH560、TMC-TTS和TMC-114中的一种或几种；其他助剂：0.5%~1.5%。

本发明阐述的制备高耐磨改性PA9T复合材料的工艺方法如下：

先将偶联剂按比例喷淋在二硫化钼表面，在50 ℃条件下混合10~15 min后常温放置4~8h；将PA9T与预处理的二硫化钼、抗氧剂、热稳定剂以及其他助剂按比例在高混机中低速预混1~3 min，再中速混合5~10 min；将混合后的PA9T从主喂料、玻纤按比例从侧喂料，通过双螺杆挤出机混炼挤出，水冷拉条造粒，再经过振动筛分、脱水后制备得到耐磨改性的PA9T复合材料。

本发明的优点在于使用二硫化钼填充改性PA9T材料，能够在保证PA9T原有高强度、高模量的基础上，有效克服其耐磨性能不足的缺点，使得改性后的PA9T复合材料成为具有高强度、高模量与高耐磨等综合性能突出的特种工程塑料，且加工方法简单、效果显著、方便规模化生产。改性后的可成功替代传统MC尼龙，实现其在多种领域特别是耐磨产品上的应用与发展。

具体实施方式

本发明所阐述的二硫化钼改性PA9T的配方包括但不限于如下表1所示的4种；

本发明在制备改性PA9T复合材料时，可按以下工艺流程进行：先将偶联剂按比例喷淋在二硫化钼表面，在50 ℃条件下混合10 min后常温放置8h；将PA9T与预处理的二硫化钼、抗氧剂、热稳定剂以及其他助剂按比例在高混机中低速预混1 min，再中速混合5 min；将混合后的PA9T从主喂料、玻纤按比例从侧喂料，通过双螺杆挤出机混炼挤出，水冷拉条造粒，再经过振动筛分、脱水后制备得到耐磨改性的PA9T复合材料，分别标记为配方1、配方2、配方3、配方4；

通过本发明所阐述的配方和工艺方法所制备得到的4种复合材料，再经由样条制备，性能测试，得到性能检测结果如下表2所示。

表格

表1. 二硫化钼改性PA9T配方组成（重量百分比）

表2. 二硫化钼改性PA9T材料性能检测结果