CN104804419A - 一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：较长碳纤维10-15、硬脂酸钙0.5-1、EVA乳液4-5、硫化钼4-6、聚苯硫醚3-5、硫代双酚0.3-0.5、尼龙690-100、氯化锂2.5-3.2、环氧树脂E513-9、EVA乳液10-15、乙酸乙酯60-80、蓖麻油1-3、乙烯/乙烯醇共聚物粉末4-7、蒸馏水15-30；本发明采用乙烯/乙烯醇共聚物活化包覆在增强体表面，增加了增强体与尼龙6之间的相容性，避免了尼龙6本身机械性能的降低，添加的较长碳纤维增加了材料的强度、刚性和硬度，并且降低了材料本身的摩擦系数和磨损率，节约了资源与浪费。

Description

一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料及其制备方法，属于尼龙生产技术领域。
背景技术
滑雪是当今世界上最为流行的冬季运动项目，随着滑雪爱好者的增多，滑雪装备也日趋专业化，按使用环境大致可分为高山滑雪器材、越野滑雪器材、跳台滑雪器材、单板滑雪器材、探险专用滑雪器材等等。其中滑雪板为滑雪器材中的主要功能装备，滑雪板底板的材料主要由塑料或高分子尼龙材料制成，需要能耐受零下40°C的低温，而且还要求底板摩擦系数小，强度高和韧性冲击性强等。如果滑雪板原料性能差，在滑雪过程中可能会造成滑雪器材的断裂破碎，危及滑雪人员安全。
尼龙6是一种应用广泛的工程塑料，具有优良的综合性能，但存在着耐强酸强碱性差、干态和低温冲击强度低、吸水率大等缺点，并且尼龙6的加工温度较高，提高了生产成本，对生产设备的要求高，不利于大规模生产。目前市场上出售的低熔点尼龙6主要是由国外的公司通过合成的方法制备的，该方法存在加工工艺复杂、成本较高等缺点，而国内对低熔点的研究还处在实验室阶段，难以实现工业化大规模生产，因此通过改性得到低熔点的尼龙6是当今研究的重点，它具有许多优良性能，但是也存在冲击强度差、耐热性能差等缺点，因此在低熔点尼龙6基体的基础上还需要通过填充、增强、共聚、共混等方法改性低熔点尼龙6，增加应用的广泛性。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料及其制备方法，添加的环氧树脂解决了低熔点尼龙6内部缺陷、力学性能低和维卡软化温度降低的问题。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料，由下列重量份的原料制成：较长碳纤维10-15、硬脂酸钙0.5-1、EVA乳液4-5、硫化钼4-6、聚苯硫醚3-5、硫代双酚0.3-0.5、尼龙690-100、氯化锂2.5-3.2、环氧树脂E513-9、EVA乳液10-15、乙酸乙酯60-80、蓖麻油1-3、乙烯/乙烯醇共聚物粉末4-7、蒸馏水15-30；
本发明所述一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料，由以下具体步骤制成：
（1）将乙酸乙酯、蒸馏水和EVA乳液混合加到超声波中，超声分散均匀，再加入较长碳纤维和硫化钼于80-90W超声分散10-15分钟，结束后将混合物加热至70-90°C保持2-3小时，在此过程中搅拌回流，然后停止加热将产物过滤、洗涤、烘干备用；
（2）将蓖麻油加热脱水后和乙烯/乙烯醇共聚物粉末混合，在180-200°C下对步骤（1）的产物进行活化处理10-15分钟，结束后冷却至室温备用；
（3）将无水氯化锂和尼龙6分别在120°C和80°C下干燥7-8小时，将干燥后的无水氯化锂、尼龙6和环氧树脂E51混合均匀，再加到双螺杆挤出机中挤出造粒，加热温度控制在180-240°C，得改性尼龙6颗粒；
（4）将步骤（3）的颗粒、硫代双酚和硬脂酸钙加到高速混合机中热混3-10分钟，加热温度控制在70-80°C，得热混料；
（5）将步骤（4）的颗粒加到冷混机中，当温度降低至室温时加入步骤（1）得到的物料和其余剩余物质，搅拌混合5-10分钟后转移到加热温度为220-250°C、螺杆转速为180-300转/分的双螺杆挤出机中进行熔融混合造粒即可。
本发明的优点是：本发明采用乙烯/乙烯醇共聚物活化包覆在增强体表面，增加了增强体与尼龙6之间的相容性，避免了尼龙6本身机械性能的降低，添加的较长碳纤维增加了材料的强度、刚性和硬度，并且降低了材料本身的摩擦系数和磨损率，节约了资源与浪费。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：较长碳纤维14、硬脂酸钙0.7、EVA乳液4、硫化钼5、聚苯硫醚3、硫代双酚0.4、尼龙697、氯化锂3、环氧树脂E516、EVA乳液15、乙酸乙酯80、蓖麻油2、乙烯/乙烯醇共聚物粉末6、蒸馏水30；
本发明所述一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料，由以下具体步骤制成：
（1）将乙酸乙酯、蒸馏水和EVA乳液混合加到超声波中，超声分散均匀，再加入较长碳纤维和硫化钼于90W超声分散10分钟，结束后将混合物加热至90°C保持3小时，在此过程中搅拌回流，然后停止加热将产物过滤、洗涤、烘干备用；
（2）将蓖麻油加热脱水后和乙烯/乙烯醇共聚物粉末混合，在190°C下对步骤（1）的产物进行活化处理10分钟，结束后冷却至室温备用；
（3）将无水氯化锂和尼龙6分别在120°C和80°C下干燥8小时，将干燥后的无水氯化锂、尼龙6和环氧树脂E51混合均匀，再加到双螺杆挤出机中挤出造粒，加热温度控制在220°C，得改性尼龙6颗粒；
（4）将步骤（3）的颗粒、硫代双酚和硬脂酸钙加到高速混合机中热混10分钟，加热温度控制在80°C，得热混料；
（5）将步骤（4）的颗粒加到冷混机中，当温度降低至室温时加入步骤（1）得到的物料和其余剩余物质，搅拌混合10分钟后转移到加热温度为240°C、螺杆转速为250转/分的双螺杆挤出机中进行熔融混合造粒即可。
本实施例中尼龙复合材料的性能参数如下：
拉伸强度（MPa）：81.9；
弯曲强度（MPa）：119.2；
弯曲模量（GPa）：6.7；
缺口冲击强度（kJ/m2）：85.8；
维卡软化温度（°C）：73；
摩擦系数：0.12。

Claims (1)

1.一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：较长碳纤维10-15、硬脂酸钙0.5-1、EVA乳液4-5、硫化钼4-6、聚苯硫醚3-5、硫代双酚0.3-0.5、尼龙690-100、氯化锂2.5-3.2、环氧树脂E513-9、EVA乳液10-15、乙酸乙酯60-80、蓖麻油1-3、乙烯/乙烯醇共聚物粉末4-7、蒸馏水15-30；
根据权利要求1所述一种降低摩擦系数润滑性好的尼龙复合材料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将乙酸乙酯、蒸馏水和EVA乳液混合加到超声波中，超声分散均匀，再加入较长碳纤维和硫化钼于80-90W超声分散10-15分钟，结束后将混合物加热至70-90°C保持2-3小时，在此过程中搅拌回流，然后停止加热将产物过滤、洗涤、烘干备用；
（2）将蓖麻油加热脱水后和乙烯/乙烯醇共聚物粉末混合，在180-200°C下对步骤（1）的产物进行活化处理10-15分钟，结束后冷却至室温备用；
（3）将无水氯化锂和尼龙6分别在120°C和80°C下干燥7-8小时，将干燥后的无水氯化锂、尼龙6和环氧树脂E51混合均匀，再加到双螺杆挤出机中挤出造粒，加热温度控制在180-240°C，得改性尼龙6颗粒；
（4）将步骤（3）的颗粒、硫代双酚和硬脂酸钙加到高速混合机中热混3-10分钟，加热温度控制在70-80°C，得热混料；
（5）将步骤（4）的颗粒加到冷混机中，当温度降低至室温时加入步骤（1）得到的物料和其余剩余物质，搅拌混合5-10分钟后转移到加热温度为220-250°C、螺杆转速为180-300转/分的双螺杆挤出机中进行熔融混合造粒即可。
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