一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工程塑料領(lǐng)域，具體涉及一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍 復合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍由于分子鏈具有重復的-[NHCO]-基團，具有柔韌，低摩擦系數(shù)的特征，表現(xiàn) 出低磨耗的特點，因此被通過改性制造各種低磨耗的材料；高表面要求的精密金屬制件，精 密塑料制件處理方面，軟質(zhì)尼龍可以高效打磨出高光表面，這樣需要尼龍具備高的切削能 力和低的磨損性，以澆鑄尼龍為代表的各種澆鑄尼龍雖然具有低磨損性，但是切削能力嚴 重不足，更重要的不能通過注塑工藝快速制造耐磨制件，嚴重影響生產(chǎn)效率，提高了制造成 本；一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料成為市場需求；

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為提高尼龍的切削能力，柔軟度，低磨耗量（尤其在高頻率摩擦時的低磨 耗性）；將制造一種主要應用于高表面要求的精密金屬制件，精密塑料制件的表面打磨處 理的可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料；本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0004] 一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，由以下所示重量計的原料 組成
[0005]
[0006] 所述復合磨料的組份按重量計比例為石榴石：棕剛玉：氧化鋯：氮化硼=0~ 100:0 ~100 :0 ~100 :0 ~100,目數(shù) D50 = 200 ~800 目
[0007] 所述蓖麻油的純度蘭99%
[0008] 所述樹枝狀多元醇分質(zhì)量蘭600，一OH質(zhì)量比蘭40%
[0009] 所述磷酸二氫鈉為無水結(jié)晶磷酸二氫鈉
[0010] 所述球狀聚四氟乙稀粉，純度100%，Mn = 800萬~1000萬，原始粒徑=0. 3 μ~ 2. 0 μ
[0011] 所述ΡΑ610數(shù)均分子量Mn = 2. 4萬-2. 8萬
[0012] 所述氨基硅酮的氨基含量4~6%，分子量Mn = 40萬~100萬
[0013] -種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料制備方法的制備方法，包含 以下步驟：①將PA610用磨粉機磨成粉狀物，然后80°C，8h干燥，加入磷酸二氫鈉，將高混鍋 溫度調(diào)為80°C，在低速攪拌條件下加入蓖麻油；②將樹枝狀多元醇，氨基硅酮，在80°C攪拌 的條件下預處理復合磨料；③將上述按條件①②所示的兩種預處理物料與球狀聚四氟乙烯 粉高混均勻；然后將混合均勻的所有組份物料在平行雙螺桿擠出機中造粒，螺桿組合強剪 切，造粒溫度200-230,螺桿轉(zhuǎn)速400rpm~600rpm，水冷切粒，將所得粒料經(jīng)過100°C，3h干 燥后真空包裝即得到所需復合材料；
[0014] 本發(fā)明加入蓖麻油與PA610有很好的增塑性，能極大增加 PA610柔軟性，同時有降 低摩擦系數(shù)的能力，從而降低磨耗量，氨基硅酮能極大提高PA610與復合磨料的相容性（防 止在高速摩擦的時候掉粉）；樹脂狀多元醇能極大提高流動性，同時能提高PA610的相容 性； 復合磨料以其超高的硬度（莫氏8. 5-9. 5)提供對精密金屬制件，精密塑料制件的切削 性能，球狀聚四氟乙烯粉只能與PA610部分相容，會在表面形成一層低摩擦系數(shù)的四氟乙 烯模，在高速摩擦時形成氧化聚四氟乙烯膜，減少對PA610的摩擦，防止PA610因為摩擦生 熱熔化而失去載體的作用
[0015] 將本發(fā)明的物料注塑成外徑15mm，內(nèi)徑2mm，厚度3mm圓片，耐磨級饒鑄尼龍，外徑 15mm，內(nèi)徑2mm，厚度3mm圓片（因不能注塑成型，通過機加工加工），上述圓片轉(zhuǎn)速15000 轉(zhuǎn)，對硬度HRC50. 5的固定鋼板，加載壓力5N，分別摩擦30秒，60秒；通過檢驗，本發(fā)明性能 如表1所示
[0016] 表1本發(fā)明與經(jīng)過耐磨改性的澆鑄尼龍切削性和磨耗量比較

[0017] 由表1可知，本發(fā)明生產(chǎn)的切削性由于耐磨級澆鑄尼龍，磨耗量遠低于耐磨級澆 鑄尼龍，噪音低，無融融附著物，不用再實行清洗工藝；
【具體實施方式】
[0018] 以下部分是【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明，但以下實施方式僅僅是對本發(fā) 明的進一步解釋，不代表本發(fā)明保護范圍僅限于此，凡是以本發(fā)明的思路所做的等效替換， 均在本發(fā)明的保護范圍
[0019] 實施例1
[0020] 將1份樹脂狀多元醇，3份氨基硅酮，加入60份復合磨料中（復合磨料的重量份組 成為石榴石：棕剛玉：氧化鋯：氮化硼=15:15 :15 :15)，在80°C攪拌的條件下預處理復合 磨料，備用
[0021] 將100份PA610用磨粉機磨成粉狀物，然后80°C，8h干燥，加入0. 7份磷酸二氫鈉， 將高混鍋溫度調(diào)為80°C，在低速攪拌條件下加入8份蓖麻油
[0022] 將[020]和[021]中所處理的物料與8份球狀聚四氟乙烯粉置于高速混料鍋中混 合均勻，在平行雙螺桿擠出機中造粒，造粒溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速450rpm，水冷切粒，將所得 粒料經(jīng)過l〇〇°C，3h干燥后真空包裝即得到所需復合材料
[0023] 實施例2
[0024] 將1份樹脂狀多元醇，3份氨基硅酮，加入60份復合磨料中（復合磨料的重量份組 成為石榴石：棕剛玉：氧化鋯：氮化硼=30 :0 :30 :0)，在80°C攪拌的條件下預處理復合磨 料，備用
[0025] 將100份PA610用磨粉機磨成粉狀物，然后80°C，8h干燥，加入0. 5份磷酸二氫鈉， 將高混鍋溫度調(diào)為80°C，在低速攪拌條件下加入14份蓖麻油
[0026] 將[024]和[025]中所處理的物料與8份球狀聚四氟乙烯粉置于高速混料鍋中混 合均勻，在平行雙螺桿擠出機中造粒，造粒溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速450rpm，水冷切粒，將所得 粒料經(jīng)過l〇〇°C，3h干燥后真空包裝即得到所需復合材料
[0027] 實施例3
[0028] 將1份樹脂狀多元醇，3份氨基硅酮，加入60份復合磨料中（復合磨料的重量份組 成為石榴石：棕剛玉：氧化鋯：氮化硼=〇 :60 :30 :0)，在80°C攪拌的條件下預處理復合磨 料，備用
[0029] 將100份PA610用磨粉機磨成粉狀物，然后80°C，8h干燥，加入0. 5份磷酸二氫鈉， 將高混鍋溫度調(diào)為80°C，在低速攪拌條件下加入14份蓖麻油
[0030] 將[028]和[029]中所處理的物料與8份球狀聚四氟乙烯粉置于高速混料鍋中混 合均勻，在平行雙螺桿擠出機中造粒，造粒溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速450rpm，水冷切粒，將所得 粒料經(jīng)過l〇〇°C，3h干燥后真空包裝即得到所需復合材料
[0031] 實施例4
[0032] 將1. 5份樹脂狀多元醇，3份氨基硅酮，加入60份復合磨料中（復合磨料的重量份 組成為石榴石：棕剛玉：氧化鋯：氮化硼=20 :20 :20 :0)，在80°C攪拌的條件下預處理復合 磨料，備用
[0033] 將100份PA610用磨粉機磨成粉狀物，然后80°C，8h干燥，加入0. 5份磷酸二氫鈉， 將高混鍋溫度調(diào)為80°C，在低速攪拌條件下加入14份蓖麻油
[0034] 將[032]和[033]中所處理的物料與3份球狀聚四氟乙烯粉置于高速混料鍋中混 合均勻，在平行雙螺桿擠出機中造粒，造粒溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速450rpm，水冷切粒，將所得 粒料經(jīng)過l〇〇°C，3h干燥后真空包裝即得到所需復合材料
[0035] 實施例5
[0036] 將1. 5份樹脂狀多元醇，1份氨基硅酮，加入60份復合磨料中（復合磨料的重量份 組成為石榴石：棕剛玉：氧化鋯：氮化硼=20 :20 :20 :0)，在80°C攪拌的條件下預處理復合 磨料，備用
[0037] 將100份PA610用磨粉機磨成粉狀物，然后80°C，8h干燥，加入0. 5份磷酸二氫鈉， 將高混鍋溫度調(diào)為80°C，在低速攪拌條件下加入14份蓖麻油
[0038] 將[036]和[037]中所處理的物料置于高速混料鍋中混合均勻，在平行雙螺桿擠 出機中造粒，造粒溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速450rpm，水冷切粒，將所得粒料經(jīng)過100°C，3h干燥 后真空包裝即得到所需復合材料
[0038] 將上述實施例1-實施例5與耐磨級澆鑄尼龍對比分析個添加劑對性能的影響
幫助的，從30S和60S圓片損失重量，60S，鋼材表面是否有熔化附著物三相指標分析，蓖麻 油有降低摩擦系數(shù)，減少發(fā)熱量的能力
[0040] 從實施例1，實施例2,實施例3比較，復合磨料中的四個組分之間差別不大，只有 實施例3中棕剛玉的對鋼切削能力稍高，與棕剛玉的棱角比其它三種多有關(guān)系
[0041] 從實施例4和實施例3比較來看，球狀聚四氟乙烯粉對降低摩擦系數(shù)和生熱量有 幫助，同時有幫助降低硬度的性能
[0042] 從實施例5和實施例4比較來看，氨基硅酮對降低磨耗有幫助，對降低生熱關(guān)系不 大，主要得益于氨基硅酮對復合磨料和PA610的偶聯(lián)作用。
【主權(quán)項】
1. 一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特征在于：由以下重量份 組成 PA610 100 份 樹枝狀多元醇 1-3份 蓖麻油 ：0-16份 復合磨料 3:??·70份。 磷酸二氫鈉 α?-1.5份 球狀聚四氟乙烯粉4-15份， 氨基硅酮 0-4份2. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特 征在于：所述復合磨料的組份按重量計比例為石榴石：棕剛玉：氧化鋯：氮化硼=0~ 100:0 ~100 :0 ~100 :0 ~100,目數(shù) D50 = 200 ~800 目。3. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特征 在于：所述蓖麻油的純度3 99%。4. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特征 在于：所述樹枝狀多元醇分質(zhì)量3 600，一OH質(zhì)量比3 40%。5. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特征 在于：所述磷酸二氫鈉為無水結(jié)晶磷酸二氫鈉。6. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特征 在于：所述球狀聚四氟乙稀粉，純度1〇〇%，Mn = 800萬~1000萬，原始粒徑=0. 3 μ~ 2. 0 μ 〇7. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特征 在于：所述ΡΑ610數(shù)均分子量Mn = 2. 4萬-2. 8萬。8. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料，其特征 在于：所述氨基娃酮的氨基含量4~6%，分子量Mn = 40萬~100萬。9. 如權(quán)利要求1所述，一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料的制備方 法，其特征在于：包含以下步驟： ① 將PA610用磨粉機磨成粉狀物，然后80°C，8h干燥，加入磷酸二氫鈉，將高混鍋溫度 調(diào)為80°C，在低速攪拌條件下加入蓖麻油； ② 將樹枝狀多元醇，氨基硅酮，在80°C攪拌的條件下預處理復合磨料； ③ 將上述按條件①②所示的兩種預處理物料與球狀聚四氟乙烯粉高混均勻；然后將混 合均勻的所有組份物料在平行雙螺桿擠出機中造粒，螺桿組合強剪切，造粒溫度200-230， 螺桿轉(zhuǎn)速400rpm~600rpm，水冷切粒，將所得粒料經(jīng)過100°C，3h干燥后真空包裝即得到所 需復合材料。
【專利摘要】本發(fā)明屬于工程塑料領(lǐng)域，具體涉及一種可注塑成型，耐切削，低磨耗的軟質(zhì)尼龍復合材料及其制備方法。PA610？100份，蓖麻油0-16份，樹枝狀多元醇1-3份，復合磨料30-70份，磷酸二氫鈉0.1-1.5份，球狀聚四氟乙烯粉4-15份，氨基硅酮0-4份。
【IPC分類】C08L77/06, C08K5/053, C08K3/34, C08K9/04, C08L27/18, C08K3/38, C08K3/22, C08L91/00, C08K13/06, C08L83/08
【公開號】CN105062049
【申請?zhí)枴緾N201510419845
【發(fā)明人】張哲
【申請人】青島科凱達橡塑有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月16日