[发明专利]用于连杆套筒的尼龙66复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于连杆套筒的尼龙66复合材料，由PA66基础材料、碳纤维、界面相容剂、分散剂、扩链剂、炭黑、耐磨剂和添加剂等原料组分制成；获得的尼龙66复合材料比重轻，具有很强的设计性，不仅易于成型，而且成型后材质均匀，在润滑性、耐磨、耐冲击、耐高温、耐腐蚀、抗老化等各项性能方面均得到显著提高。此外，本发明提供的尼龙66复合材料的制备方法，明确原料混配顺序，尤其将碳纤维与特定的界面相容剂、相匹配的分散剂干混后，经单螺杆挤出机熔融挤出后再通过侧喂料料口进料，解决了因加入碳纤维易引起的表面出现毛刺、易撕裂分层等加工损伤，充分发挥碳纤维的性能优势，打破制备限制，从而保证尼龙66复合材料的高强度与高性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种用于连杆套筒的尼龙66复合材料，以及该尼龙66复合材料的制备方法。

背景技术

随着高分子技术的不断发展，高分子材料在耐磨性、耐冲击性、及可塑性等方面日益表现出极其显著的性能优势，而且在不同领域都逐渐发挥出金属材料不可实现的功效。连杆套筒是一种机械设备运行的常用部件，常见的连杆套筒主要材料为金属材料，如高强度黄铜、优质碳素钢等，然而随着汽车、航空、航天等工业的不断发展，金属材料制成的连杆套筒因耐磨性较差导致在使用过程中必须配合润滑系统来保证其正常运行。为弥补现有套筒材质的缺陷，人们尝试用高分子材料制备连杆套筒，但在材质性能、产品品质方面尚存在不足之处。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于连杆套筒的尼龙66复合材料，该复合材料不仅具有很强的润滑性、耐磨、耐冲击、耐高温、耐腐蚀及抗老化等性能优势，而且材质均匀、具有良好的分散性，从而获得高质量、高性能的连杆套筒。

为实现上述目的，本发明提供的用于连杆套筒的尼龙66复合材料，包括以下质量份原料组分：

所述界面相容剂采用由高流动性聚乙烯或聚丙烯作为载体树脂，以过氧化异并苯为引发剂，以丙烯酸单体或丙烯酸衍生物为接枝物，通过熔融接枝技术得到的相容剂；

所述分散剂采用硬脂酸盐或乙烯双硬脂酰胺；

所述扩链剂采用乙烯-马来酸酐交替共聚物或乙烯-马来酸酐接枝物；

各原料组分中所述PA66基础材料需与扩链剂、炭黑、耐磨剂、添加剂干混后加入到双螺杆挤出机的主喂料料仓，所述碳纤维需与界面相容剂、分散剂干混后经单螺杆挤出加入至双螺杆挤出机的侧喂料料口。

本发明的尼龙66复合材料，对原料组分进行复配优化，利用碳纤维增强材料的高强度、耐腐蚀和耐冲击性等性能优势的同时，在原料组分中使用特定扩链剂，有效促进尼龙基体树脂与碳纤维表面的直接链接，提高界面特性，再结合由特定载体树脂与接枝物经熔融接枝技术制成的界面相容剂和与之相匹配的分散剂，充分发挥相容剂可增大原料组分间粘接力的作用，以赋予PA66基础材料更高的粘度和分子量，从而有效地提高复合材料的机械性能，改善尼龙材料的高吸水性；进一步地，再通过限定原料混配顺序，不仅解决了碳纤维易出现的表面毛刺、易撕裂分层等加工损伤，还显著提高了尼龙66复合材料的强度和耐磨性能。在原料的混配过程中，将原料分两步混配，即将PA66基础材料通过主喂料料仓进料，并与扩链剂、炭黑、耐磨剂、添加剂等原料组分先干混后再进料，将碳纤维与界面相容剂、分散剂干混、熔融挤出后再加入至侧喂料料口，使组分间能够充分进行交联反应，形成更稳定的结构，从而使获得的尼龙66复合材料不仅具有很强的润滑性、耐磨、耐冲击、耐高温、耐腐蚀、抗老化等性能优势，还赋予了复合材料更高的使用性能，并且质轻、可塑性强，易于加工成型，从而使连杆套筒的质量和性能更优。

作为对上述技术方案的限定，按质量配比计，引发剂：接枝物：载体树脂的用量比为(0.1～2)：(1～5)：(93～98.9)；

作为对上述技术方案的限定，所述载体树脂的MI值不低于30g/10min。