CN110684337A - 一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：聚酰胺树脂20‑60%、聚苯醚树脂20‑60%、芳纶纤维2‑30%、相容剂5‑15%、增韧剂5‑15%、抗氧剂0.2‑0.4%。先将聚酰胺树脂、聚苯醚树脂、相容剂和增韧剂，于搅拌设备中混合均匀；再加入芳纶纤维、抗氧剂一起置于混合器中混合均匀；然后将混合好的物料投入到双螺杆挤出机，经熔融共混，挤出造粒而制得。该复合材料用于制造受力摩擦结构件，能够较好的满足其对耐磨性、耐热性和力学强度的要求，从而大大拓展了聚酰胺/聚苯醚合金的应用范围。

Description

一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种通过芳纶纤维改性得到的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯醚树脂和聚酰胺树脂都是应用广泛的工程塑料之一，聚苯醚（PPO）属于非结晶性材料，高耐热，尺寸稳定，电气绝缘性及耐蠕变性能优异，但是其加工流动性差，不耐有机溶剂，与玻纤相容性差；聚酰胺（PA）属于结晶性材料，流动性好，耐有机溶剂，与芳纶纤维相容性好，但是其易吸水，尺寸稳定性差，耐热性较差。由于两者各自的缺点，使得其使用范围受到一定限制，进而现有聚酰胺/聚苯醚合金，弥补两方缺点。
为了解决聚酰胺（PA）/聚苯醚（PPO）制品耐磨性差等缺陷，现有的改进方法是在合金中复配耐磨剂以提高其耐磨性能，使其能满足塑料制品与金属相互摩擦的要求。例如，CN108034242A公开了一种玻纤增强高耐磨PA66/PPO复合材料及其制备方法，玻纤增强高耐磨PA66/PPO复合材料的原料组成包括：尼龙PA66 20-25份，PPO 20-25份，相容剂3-5份，耐磨剂3-5份，矿物填充5-10份，玻璃纤维30-35份，抗氧剂0.1-0.3份，润滑剂0.1-0.3份，通过各原料组分的协同和促进，显著提高了材料的磨耗系数，同时使得材料的力学性能也有了一定的提升，克服现有技术中力学性能和耐磨性不能同时兼顾的缺陷，同时也降低了配方成本。然而，为提高复合材料的耐磨性及力学性能，该复合材料的原料中除PPO外，还含有大量的玻璃纤维，并与耐磨剂协同起作用，而且，大剂量玻璃纤维的加入不但会增加材料的加工难度，也将使产品的性能受到影响。
芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，英文为Aramid fiber，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、耐磨性好等优良性能，芳纶纤维强度是钢丝的5-6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560℃的温度下，不分解、不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶主要分为两种，对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA）。芳纶纤维是重要的国防军工材料，除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
现有公开的专利文献以及目前市面上出售的聚酰胺/聚苯醚合金，其耐刮擦性和机械强度较低，用来制造受力摩擦结构件时存在耐磨性不足，耐热和力学强度不够的缺陷。本发明通过利用芳纶的优良性能，有效提升了聚酰胺/聚苯醚合金的耐磨性和耐热性，开拓了聚酰胺/聚苯醚合金在汽车工业、航天工业、石油化工行业、机电行业、电子电器行业等领域的应用，具有广阔的市场空间和应用前景。通过芳纶对聚酰胺/聚苯醚合金进行耐磨增强改性，国内外未见相关报道。
发明内容
为了解决现有聚酰胺/聚苯醚合金耐磨性不足、耐热和力学强度不够的缺陷，本发明旨在提供一种通过芳纶纤维改性得到的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料。该复合材料用于制造受力摩擦结构件，能够较好的满足其对耐磨性、耐热性和力学强度的要求，从而拓展了聚酰胺/聚苯醚合金在汽车工业、航天工业、石油化工行业、机电行业、电子电器行业等领域的应用范围。
本发明通过下述技术方案实现：一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，按重量百分比计，所述复合材料包含以下组分：
聚酰胺树脂 20-60%
聚苯醚树脂 20-60%
芳纶纤维 2-30%
相容剂 5-15%
增韧剂 5-15%
抗氧剂 0.2-0.4%
所述聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.4-3.0g/dl；优选相对粘度为2.67g/dl的华峰EP158。
所述聚苯醚树脂即PPO，其粘度为0.35-0.50g/dl；优选蓝星集团生产的商品牌号为LXR035、LXR038、LXR040、LXR045、LXR048或LXR050中的任意一种。
所述芳纶纤维为芳纶1414纤维、芳纶1313纤维或它们的组合；优选中蓝晨光生产的芳纶1414纤维，商品牌号为STARAMID F-2。
所述相容剂为自接枝率1.0-1.7%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH），该相容剂的加入， 对PPO和PA66的界面相容性起到了有效的增强作用。
进一步，所述相容剂优选接枝率为1.3%的PPO-g-MAH，如沈阳科通生产的商品牌号为KT-24的相容剂。
所述增韧剂为接枝率0.8-1.5%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH），通过添加增韧剂，复合材料的韧性和综合性能都得到了有效提高。
进一步，所述增韧剂优选接枝率为1.2%的SEBS-g-MAH，如沈阳科通生产的商品牌号为KT-25的增韧剂。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的复配物；优选Ciba公司生产，商品牌号为Irganox1010和Irganox168的复配物。
所述高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料的制备方法，包括以下步骤:
A、按重量百分比称取聚酰胺树脂、聚苯醚树脂、相容剂和增韧剂，于搅拌设备中混合均匀;
B、按重量百分比称取芳纶纤维、抗氧剂，然后与A步骤中混合好的物料一起置于混合器中混合均匀；
C、将B步骤中混合好的物料投入到双螺杆挤出机的加料斗，通过侧喂料加入到挤出机中，经过双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到聚酰胺/聚苯醚复合材料。
步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220-240℃，二区温度230-250℃，三区温度260-270℃，四区温度250-270℃，机头260-270℃，停留时间2-3min，压力为12-18MPa。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明在保证聚酰胺/聚苯醚合金优异性能的基础上，通过添加2-30%的芳纶纤维，并在各组分的相互协同和配合下，从而较好的改善了聚酰胺/聚苯醚合金的耐磨性能，用于制造受力摩擦结构件，可充分满足其对耐磨性、耐热性和力学强度的要求，是一种高强度、高耐磨性、尺寸稳定性好的聚酰胺/聚苯醚合金，进而拓展了该合金材料在汽车工业、航天工业、石油化工行业、机电行业、电子电器行业等领域的应用范围。
（2）与专利文献CN 108034242A相比，本发明无需在添加耐磨剂的同时，还需添加玻璃纤维，以提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能，而只需添加芳纶，就可使聚酰胺/聚苯醚合金的耐磨性、耐热性和力学强度同时得到提升，而且具有操作简便，更容易加工等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂20%、聚苯醚树脂40%、芳纶纤维20%、相容剂5%、增韧剂14.8%、抗氧剂0.2%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.4g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.35g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.0%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.0%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
所述高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料按以下步骤制备得到:
A、按重量百分比称取聚酰胺树脂、聚苯醚树脂、相容剂和增韧剂，于搅拌设备中混合均匀;
B、按重量百分比称取芳纶纤维、抗氧剂，然后与A步骤中混合好的物料一起置于混合器中混合均匀；
C、将B步骤中混合好的物料投入到双螺杆挤出机的加料斗，通过侧喂料加入到挤出机中，经过双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到聚酰胺/聚苯醚复合材料。
步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度230℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为15MPa。
实施例2
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂60%、聚苯醚树脂20%、芳纶纤维2%、相容剂7.7%、增韧剂10%、抗氧剂0.3%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.7g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.40g/dl；芳纶纤维为芳纶1313纤维；相容剂为自接枝率1.5%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率0.8%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度270℃，四区温度270℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为12MPa。
实施例3
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂25%、聚苯醚树脂60%、芳纶纤维3.8%、相容剂6%、增韧剂5%、抗氧剂0.2%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.5g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.48g/dl；芳纶纤维为芳纶1414与芳纶1313纤维的1︰1重量比的混合物；相容剂为自接枝率1.7%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.5%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的2︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度240℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头270℃，停留时间2-3min，压力为16MPa。
实施例4
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂23%、聚苯醚树脂25%、芳纶纤维30%、相容剂6.6%、增韧剂15%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.8g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.45g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.3%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.3%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度250℃，机头270℃，停留时间2-3min，压力为18MPa。
实施例5
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂35%、聚苯醚树脂25%、芳纶纤维15%、相容剂15%、增韧剂9.6%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.50g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰3重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例6
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂44.6%、聚苯醚树脂32%、芳纶纤维3%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.45g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰3重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例7
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂44.6%、聚苯醚树脂30%、芳纶纤维5%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.45g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa
实施例8
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂44.6%、聚苯醚树脂27%、芳纶纤维8%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.45g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例9
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂44.6%、聚苯醚树脂24%、芳纶纤维11%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.45g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例10
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂39.6%、聚苯醚树脂24%、芳纶纤维15%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.45g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增溶剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例11
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂40.6%、聚苯醚树脂24%、芳纶纤维15%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.40g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增容剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例12
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂40.6%、聚苯醚树脂24%、芳纶纤维15%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.48g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增容剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例13
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂40.6%、聚苯醚树脂24%、芳纶纤维15%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.50g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增容剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例14
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂40.6%、聚苯醚树脂24%、芳纶纤维15%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.38g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增容剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
实施例15
一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，该复合材料由以下按重量百分比计的组分组成：
聚酰胺树脂40.6%、聚苯醚树脂24%、芳纶纤维15%、相容剂10%、增韧剂10%、抗氧剂0.4%；
其中，聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.6g/dl；聚苯醚树脂的粘度为0.35g/dl；芳纶纤维为芳纶1414纤维；相容剂为自接枝率1.6%的聚苯醚接枝马来酸酐（PPO-g-MAH）；增容剂为接枝率1.2%的SEBS接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的1︰1重量比的复配物。
制备方法同实施例1，其中步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度260℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为13MPa。
对比例1
本对比例中的聚苯醚（PPO）与实施例6-10相同，其商品牌号为LXR045；聚酰胺为PA66树脂（华峰EP158），其用量与实施例6-9相同。将35%的PPO（商品牌号LXR045），44.6%的PA66树脂（华峰EP158），10%的PPO-g-MAH（商品牌号KT-24），10%的SEBS-g-MAH （商品牌号KT-25），于搅拌设备中混合均匀，再将0.2/0.2%的Irganox1010/Irganox168，与上述混合好的物料一起置于混合器中混合均匀；然后再将以上所有混合好的物料投入到双螺杆挤出机的加料斗，通过侧喂料加入到挤出机中，经过双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到聚酰胺/聚苯醚复合材料。其中，挤出机各加温区温度设置分别为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度270℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为14MPa。
对比例2
本对比例中的聚苯醚（PPO）与实施例6-10相同，其商品牌号为LXR045；聚酰胺为PA66树脂（华峰EP158）。将24%的PPO（商品牌号LXR045），40.6%的PA66树脂（华峰EP158），10%的PPO-g-MAH（商品牌号KT-24），10%的SEBS-g-MAH （商品牌号KT-25），15%的聚四氟乙烯（耐磨剂）于搅拌设备中混合均匀，再将0.2/0.2%的Irganox1010/Irganox168，与上述混合好的物料一起置于混合器中混合均匀；然后再将以上所有混合好的物料投入到双螺杆挤出机的加料斗，通过侧喂料加入到挤出机中，经过双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到聚酰胺/聚苯醚复合材料。其中，挤出机各加温区温度设置分别为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度270℃，四区温度260℃，机头260℃，停留时间2-3min，压力为14MPa。
产品性能测试：将上述实施例1-15及对比例1-3所得的聚酰胺/聚苯醚复合材料，采用注塑机注塑成型为力学性能、耐磨及热变形性能测试样条，并按照ASTM D638、ASTMD790、ASTM D648、ASTM D3702的相关标准分别对其拉伸强度、弯曲强度、热变形温度、摩擦系数进行测试。性能测试数据如表1。
表1 性能测试结果
测试项目 拉伸强度（MPa） 弯曲强度（MPa） 热变形温度（℃） 摩擦系数
实施例1 100 130.3 120 0.13
实施例2 68.63 92.10 80 0.25
实施例3 110 140.3 130 0.13
实施例4 68.63 91.10 79 0.25
实施例5 67.65 93.10 80 0.25
实施例6 68.63 90.10 80 0.25
实施例7 105 95.5 85 0.17
实施例8 80.5 100.5 90 0.15
实施例9 85.55 98.5 95 0.13
实施例10 90.56 111.3 101 0.13
实施例11 90.5 110.3 100 0.16
实施例12 91.5 111.5 100 0.16
实施例13 92.5 112.3 100 0.16
实施例14 90.1 110 100 0.17
实施例15 89.55 98.5 95 0.16
对比例1 60 80 75 0.36
对比例2 65 82 76 0.20
从表1中的性能测试结果可以看出：
一、实施例1-15与对比例1相比，本发明高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料较聚酰胺/聚苯醚合金，其耐摩擦性能得到了很大的提升，摩擦系数代表材料自润滑能力的大小，越小，自润滑能力越强，而且芳纶作为纤维，起到了增强作用，因而其力学性能和热变形温度也得到了较大提升，由此大大扩展了聚酰胺/聚苯醚复合材料的应用领域，具有非常现实的意义。
二、进一步，实施例1-15与对比例2相比，虽然对比例2通过加入作为耐磨剂的聚四氟乙烯后在耐摩擦性上有较大提升，与实施例1-15没有太大差异，但在力学性能（包括拉伸强度、弯曲强度）和热变形温度上，相对于实施例1-15差异却非常明显，无法同时兼顾聚酰胺/聚苯醚的力学性能和耐磨性。而本发明实施例1-15在以PA66树脂（华峰EP158）以及粘度为0.35-0.50g/dl的PPO树脂的基础上，通过添加芳纶1414纤维、芳纶1313纤维或它们的组合，以及相应的相容剂、增韧剂和抗氧剂，各组分间起到了很好的促进和协同作用，由此使得本发明聚酰胺/聚苯醚复合材料的耐摩擦性能得到了大大提升，可充分满足受力摩擦结构件对于耐磨性、耐热性和力学强度的要求，拓展了该合金材料在汽车工业、航天工业、石油化工行业、机电行业、电子电器行业等领域的应用范围。

Claims (10)

1.一种高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于，按重量百分比计，所述复合材料包含以下组分：
聚酰胺树脂 20-60%
聚苯醚树脂 20-60%
芳纶纤维 2-30%
相容剂 5-15%
增韧剂 5-15%
抗氧剂 0.2-0.4%。
2.根据权利要求1所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述聚酰胺树脂为PA66树脂，其相对粘度为2.4-3.0g/dl。
3.根据权利要求1或2所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述聚酰胺树脂选自华峰EP158。
4.根据权利要求1所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述聚苯醚树脂即PPO，其粘度为0.35-0.50g/dl，选自蓝星集团生产的商品牌号为LXR035、LXR038、LXR040、LXR045、LXR048或LXR050中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述芳纶纤维为芳纶1414纤维、芳纶1313纤维或它们的组合。
6. 根据权利要求1或5所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述芳纶纤维选自中蓝晨光生产的芳纶1414纤维，商品牌号为STARAMID F-2。
7.根据权利要求1所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述相容剂为自接枝率1.0-1.7%的聚苯醚接枝马来酸酐PPO-g-MAH，商品牌号为KT-24。
8.根据权利要求1所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述增韧剂为接枝率0.8-1.5%的SEBS接枝马来酸酐SEBS-g-MAH，商品牌号为KT-25。
9.根据权利要求1所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的复配物。
10.权利要求1所述的高性能耐刮擦聚酰胺/聚苯醚复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
A、按重量百分比称取聚酰胺树脂、聚苯醚树脂、相容剂和增韧剂，于搅拌设备中混合均匀；
B、按重量百分比称取芳纶纤维、抗氧剂，然后与A步骤中混合好的物料一起置于混合器中混合均匀；
C、将B步骤中混合好的物料投入到双螺杆挤出机的加料斗，通过侧喂料加入到挤出机中，经过双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到聚酰胺/聚苯醚复合材料；
步骤C中，挤出造粒的加工工艺条件如下：双螺杆挤出机一区温度220-240℃，二区温度230-250℃，三区温度260-270℃，四区温度250-270℃，机头260-270℃，停留时间2-3min，压力为12-18MPa。
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