CN106867177A - 一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮 - Google Patents

一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，通过合理的元素配比，复配阻燃剂，阻燃性能更佳；合理配比的氯化锂和氯化镓锂离子和钾离子协同作用，既能增强韧性，又能保证不破坏聚酰胺的内部结构，造成性能降低；SiO2作为增强体加入到聚酰胺中，既能增强材料的耐磨性能，又能在材料受到撞击时吸收部分能量，防止聚酰胺材料的分子链直接断裂，提高材料的抗冲击、拉伸和断裂性能。

Description

一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮
技术领域
本发明涉及一种齿轮，更具体涉及一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮。
背景技术
尼龙具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，由于尼龙具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性，因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度，主要做合成纤维并可作为医用缝线
它是真正意义上的自润滑尼龙，在浇铸过程中形成了液体润滑***，使得油尼龙轴承使用寿命明显提高，达到普通尼龙6轴承寿命的6倍和磷青铜轴承寿命的25倍！油尼龙内含的润滑剂不会流失、吸附和耗尽，也不需要重新添加。润滑剂在油尼龙极大地拓宽了尼龙的使用范围，特别是对一些不能润滑的部件。
但是现有的尼龙齿轮只是依靠尼龙自身的有限的阻燃性，而改进过的尼龙齿轮一般的力学强度不高，耐磨性不好，拉伸强度一般都在100MPa以下，因此，有必要提供一种耐磨高韧的阻燃尼龙齿轮。
发明内容
针对以上存在的问题，本发明提供一种具有高耐磨、超韧性、高环保阻燃的尼龙齿轮。
本发明实现上述目的的方案为：一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，所述底盘的成分包括：
本发明中，SiO2作为增强体加入到聚酰胺中，SiO2本身作为无机材料具有较强的耐磨性能，加入到聚酰胺中，既能增强材料的耐磨性能，又能在材料受到撞击时吸收部分能量，防止聚酰胺材料的分子链直接断裂，提高材料的抗冲击、拉伸和断裂性能。可以保证阻燃剂加入以后，材料的整体性能不会降低。技术氯化盐的加入会与聚酰胺中的氢键作用，主要是金属离子的加入会降低结晶度，增加粘度，具有更好的韧性，金属盐的存在使聚酰胺中的非晶区形成刚性连接，大大增强了聚酰胺的力学性能。
进一步地，所述聚酰胺为接枝聚酰胺。
进一步地，所述接枝聚酰胺的接枝单体为聚烯烃弹性体。
聚烯烃弹性体与聚酰胺具有更好的相容性，是用聚烯烃弹性体对聚酰胺进行接枝具有更高的接枝率，并且接枝后强度较大，有利于最终产品的性能的提高。
进一步地，所述阻燃剂为磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、蒙脱土的复配物。
进一步地，所述阻燃剂中按质量百分比：磷酸三苯酯15％～25％、十溴二苯乙烷35％～45％、三氧化二锑10～15％、余量为蒙脱土。
聚酰胺的分解温度较高，一般都是采用芳香族的阻燃剂，但是芳香族的阻燃剂会在材料表面成霜，在聚酰胺的燃烧过程中，会有滴落现象，使用蒙脱土后会大大降低滴落现象，单独使用十溴二苯乙烷还会产生黑烟，加入三氧化二锑后可大大减少黑烟的产生，在然后过程中，首先低温燃烧时，磷酸三苯酯分解，然后十溴二苯乙烷的分解，在温度达到接近400℃后，三氧化二锑份、蒙脱土开始起阻燃作用，因此，本发明复配的阻燃剂具有更宽的温度试用范围，能够起到更好的阻燃作用，而且由于采用不同的材料复配，不仅在阻燃过程中不会产生黑烟、滴落现象，而且具有更高的极限氧指数，阻燃性能更佳。
进一步地，所述金属氯化盐为氯化锂与氯化镓的混合物。
进一步地，所述氯化锂与氯化镓的摩尔比为1:1.2～1.5。
单独使用氯化锂虽然可以增强材料的韧性，但是如果单一使用氯化锂会把聚酰胺中的氢键大部分破坏，反而会大大降低材料的性能，而使用本发明提供的配比的氯化锂和氯化镓锂离子和钾离子协同作用，既能增强韧性，又能保证不破坏聚酰胺的内部结构，造成性能降低。
进一步地，所述SiO2为纤维状SiO2，SiO2的长度为200～300μm，长径比为50～80。
在材料受到冲击或者摩擦时，如果SiO2的长度与长径比过大会导致很容易断裂，相当于SiO2在基体中抽出，形成较大的缺陷，而如果长度和长径比较小会造成单体的SiO2较粗，直接会在基体内部形成空隙，反而不利于材料性能的提高。
本发明的有益效果为：
(1)复配阻燃剂，不仅在阻燃过程中不会产生黑烟、滴落现象，而且具有更高的极限氧指数，阻燃性能更佳；
(2)合理配比的氯化锂和氯化镓锂离子和钾离子协同作用，既能增强韧性，又能保证不破坏聚酰胺的内部结构，造成性能降低。
(3)SiO2作为增强体加入到聚酰胺中，既能增强材料的耐磨性能，又能在材料受到撞击时吸收部分能量，防止聚酰胺材料的分子链直接断裂，提高材料的抗冲击、拉伸和断裂性能。
具体实施例
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种齿轮，包括聚烯烃弹性体接枝的聚酰胺60～90份，阻燃剂5～30份，阻燃剂为按质量百分比：磷酸三苯酯15％～25％、十溴二苯乙烷35％～45％、三氧化二锑10～15％、余量为蒙脱土的复配物；增韧剂5～50份；抗氧剂0.1～0.5份；润滑剂0.1～0.5份；改质剂0.1～2份；氯化锂与氯化镓的混合物3～5份，其中氯化锂与氯化镓的摩尔比为1:1.2～1.5；15～20份长度为200～300μm，长径比为50～80的纤维状SiO2。实施例2
一种齿轮，包括聚烯烃弹性体接枝的聚酰胺60～90份，阻燃剂5～30份，阻燃剂为按质量百分比：磷酸三苯酯15％～25％、十溴二苯乙烷35％～45％、三氧化二锑10～15％、余量为蒙脱土的复配物；增韧剂5～50份；抗氧剂0.1～0.5份；润滑剂0.1～0.5份；改质剂0.1～2份；氯化锂与氯化镓的混合物3～5份，其中氯化锂与氯化镓的摩尔比为1:1.2～1.5；15～20份长度为200～300μm，长径比为50～80的纤维状SiO2。实施例3
一种齿轮，包括聚烯烃弹性体接枝的聚酰胺60～90份，阻燃剂5～30份，阻燃剂为按质量百分比：磷酸三苯酯15％～25％、十溴二苯乙烷35％～45％、三氧化二锑10～15％、余量为蒙脱土的复配物；增韧剂5～50份；抗氧剂0.1～0.5份；润滑剂0.1～0.5份；改质剂0.1～2份；氯化锂与氯化镓的混合物3～5份，其中氯化锂与氯化镓的摩尔比为1:1.2～1.5；15～20份长度为200～300μm，长径比为50～80的纤维状SiO2。实施例4
一种齿轮，包括聚烯烃弹性体接枝的聚酰胺60～90份，阻燃剂5～30份，阻燃剂为按质量百分比：磷酸三苯酯15％～25％、十溴二苯乙烷35％～45％、三氧化二锑10～15％、余量为蒙脱土的复配物；增韧剂5～50份；抗氧剂0.1～0.5份；润滑剂0.1～0.5份；改质剂0.1～2份；氯化锂与氯化镓的混合物3～5份，其中氯化锂与氯化镓的摩尔比为1:1.2～1.5；15～20份长度为200～300μm，长径比为50～80的纤维状SiO2。实施例5
一种齿轮，包括聚烯烃弹性体接枝的聚酰胺60～90份，阻燃剂5～30份，阻燃剂为按质量百分比：磷酸三苯酯15％～25％、十溴二苯乙烷35％～45％、三氧化二锑10～15％、余量为蒙脱土的复配物；增韧剂5～50份；抗氧剂0.1～0.5份；润滑剂0.1～0.5份；改质剂0.1～2份；氯化锂与氯化镓的混合物3～5份，其中氯化锂与氯化镓的摩尔比为1:1.2～1.5；15～20份长度为200～300μm，长径比为50～80的纤维状SiO2。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅为聚酰胺为不接枝的聚酰胺。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅为阻燃剂为普通卤素阻燃剂。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅为不含有金属氯化盐。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅为加入的SiO2为长径比为20～30的纤维状SiO2。
表1实施例1～5与对比例1～3的性能测试对比
通过以上性能对比可知，本发明提供的齿轮具有更好的力学性能和阻燃性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (8)

1.一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述底盘的成分包括：
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述聚酰胺为接枝聚酰胺。
3.根据权利要求2所述的一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述接枝聚酰胺的接枝单体为聚烯烃弹性体。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述阻燃剂为磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、蒙脱土的复配物。
5.根据权利要求4所述的一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述阻燃剂中按质量百分比：磷酸三苯酯15％～25％、十溴二苯乙烷35％～45％、三氧化二锑10～15％、余量为蒙脱土。
6.根据权利要求1所述的一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述金属氯化盐为氯化锂与氯化镓的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述氯化锂与氯化镓的摩尔比为1:1.2～1.5。
8.根据权利要求1所述的一种高耐磨超韧环保阻燃尼龙齿轮，其特征在于：所述SiO2为纤维状SiO2，SiO2的长度为200～300μm，长径比为50～80。
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