[发明专利]一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，所述的耐磨聚丙烯复合材料由聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、耐磨材料、抗氧剂和润滑剂组成，将纳米二硫化钼、聚四氟乙烯、偶联剂A‑172和云母粉混合制备成所述的耐磨材料，加入聚丙烯复合材料中能大幅度地降低聚丙烯复合材料的摩擦系数，明显改善聚丙烯复合材料的耐磨性能。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着轻量化、降本的推进，金属已经被各种复合材料替代，相较于金属元件，复合材料的耐磨性较差，致使其使用寿命较低。目前汽车发动机、汽缸活塞件、纺织机械、矿山机械等领域转向器件均被聚丙烯、聚醚醚桐等复合材料替代。

聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90～0.91g/cm³，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01％，分子量约8万～15万。成型性好，但因收缩率大(为1％～2.5％)，厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好。为了提升聚丙烯材料性能和档次，满足最终部件和客户需求，目前常用玻纤或其他材料填充增强改性。目前用于聚丙烯耐磨改性的常用材料主要有石墨、二硫化钼等，但它们添加量一般比较大，会给聚丙烯材料带来一些缺陷：一会导致复合材料的粘度及密度较大；二是会影响耐磨改性剂与聚丙烯基体的粘结性；三是对复合材料的机械性能也有显著影响，不利于其应用。

发明内容

基于此，本发明提供了一种耐磨聚丙烯复合材料，利用耐磨材料对聚丙烯材料改性，耐磨材料由纳米二硫化钼、聚四氟乙烯、偶联剂和云母粉混合而成，组分之间协同作用，明显提高聚丙烯复合材料的耐磨性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐磨聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份制备而成：

所述耐磨材料是由纳米二硫化钼、聚四氟乙烯、偶联剂A-172和云母粉混合制成。

进一步的，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的至少一种。

进一步的，所述润滑剂为聚丙烯蜡、N,N'-乙撑双硬脂酰胺(EBS)、白油中的至少一种。

进一步的，在所述耐磨材料中，所述纳米二硫化钼与所述聚四氟乙烯的质量比为2:1～4:1，所述云母粉的添加量是纳米二硫化钼与聚四氟乙烯总重量的5～10倍，偶联剂A-172的用量是所述耐磨材料总重量份数的1/5。

进一步的，所述耐磨材料的制备包括以下步骤：

(1)将云母粉于500～600℃加热煅烧处理5～10min后，再升温至800-900℃继续加热15～30min，冷却；

(2)加入偶联剂A-172混合均匀后，再加入纳米二硫化钼和聚四氟乙烯，继续混合，制得得耐磨材料。

本发明的另一个目的在于提供上述耐磨聚丙烯复合材料的制备方法，按照配比将聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、耐磨材料、抗氧剂与润滑剂高速混合，得到均匀的混合物料；将均匀的混合物料加入挤出机熔融挤出造粒，制得耐磨聚丙烯复合材料。

优选的，所述挤出机从下料口到模口的温度分别为150-160℃、17-180℃、180-190℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃，，挤出机的转速为180～400rpm、真空度为-0.07～-0.03MPa。