[发明专利]一种用于塑料保持架的复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于塑料保持架的复合材料及其制备方法。按重量份计，用于塑料保持架的复合材料的制备原料包括PA66 40‑60份、SAP树脂10‑20份、碳纤维5‑10份、氨基硅烷偶联剂3‑5份、马来酸酐接枝聚合物2‑5份和润滑剂2‑4份。制备方法，包括如下步骤：将PA66、SAP树脂、碳纤维和氨基硅烷偶联剂混合均匀，再加入马来酸酐接枝聚合物和润滑剂混合熔融，造粒，得用于塑料保持架的复合材料。本申请通过氨基硅烷偶联剂、SAP树脂和马来酸酐接枝聚合物共同作用，抑制了PA66中酰胺基的吸湿性，提高了复合材料吸湿后的硬度和拉伸强度。

技术领域

本发明涉及塑料保持架技术领域，尤其是涉及一种用于塑料保持架的复合材料及其制备方法。

背景技术

滚动轴承在工作时，特别是载荷复杂且高速旋转时，保持架要承受很大的离心力、冲击和振动，保持架和滚动体之间存在较大的滑动摩擦，并产生大量的热量，力和热共同作用的结果会导致保持架故障，严重时会造成保持架烧伤和断裂，因此用于保持架的材料要求耐磨性好、抗冲击韧性强，而且要求导热性好、易加工。

常用的保持架按材料种类划分主要有金属保持架和非金属保持架，其中，金属保持架虽然强度较优，但易被腐蚀、易磨损，且加工难度高；非金属保持架常采用聚合物及其复合材料，聚合物材料具有良好的强度、弹性匹配和滑动性，使塑料保持架与滚动元件表面产生相对运动时只产生很小的摩擦，使轴承的发热和磨损降到最低，有效避免了金属材料的弊端。其中，PA66的疲劳强度较高、耐热性较好、干摩擦系数较低，被广泛用于塑料保持架，但PA66分子主链上含有重复酰胺基团导致其吸湿性加大，在相对湿度大于80％条件下，空气中的水分渗透到PA66材料内部，因而会降低PA66的硬度；当空气中相对湿度小于50％时，PA66中所含的水分会蒸发到空气中，同样会使PA66变脆，会降低PA66的抗拉强度。

发明内容

为了改善PA66因吸湿性导致硬度和抗拉强度下降的技术缺陷，本申请提供一种用于塑料保持架的复合材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种用于塑料保持架的复合材料，采用如下技术方案实现：一种用于塑料保持架的复合材料，按重量份计，其制备原料包括PA66 40-60份、SAP树脂10-20份、碳纤维5-10份、氨基硅烷偶联剂3-5份、马来酸酐接枝聚合物2-5份和润滑剂2-4份。

通过采用上述技术方案，SAP树脂是一类含有亲水基团和交联结构的大分子，SAP树脂与水接触时，水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到SAP树脂中，链上的电离基团由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀，形成水凝胶，有效抑制空气中的水分渗透到PA66内部；同时SAP树脂本身的交联网状结构及氢键作用又限制了凝胶的无限膨胀，有效减少了复合材料所含的水分蒸发到空气中的量，从而使复合材料不易变脆。氨基硅烷偶联剂中的氨基和C-O-Si分别用来偶联有机高分子和碳纤维，增加碳纤维与PA66、SAP树脂的相容性和粘结性，提高了体系的分散性。氨基硅烷偶联剂与马来酸酐接枝聚合物共同作用，进一步提高了碳纤维与PA66、SAP树脂的相容性，更有利于氨基硅烷偶联剂、SAP树脂和马来酸酐接枝聚合物间发挥氢键作用，进一步抑制了PA66中酰胺基的吸湿性，从而提高了复合材料在相对湿度大于80％条件下的硬度，且再将复合材料置于空气中相对湿度小于50％的环境下也不易变脆、复合材料的抗拉强度得到明显提高。

优选的，所述氨基硅烷偶联剂为双氨基硅烷偶联剂。

双氨基硅烷偶联剂是双氨基双官能团偶联剂，双氨基硅烷偶联剂中的双氨基对SAP树脂和马来酸酐接枝聚合物间氢键有更好的效果，且对PA66和碳纤维的偶合效果更好，可以进一步提高复合材料在相对湿度大于80％条件下的硬度以及再置于相对湿度小于50％的条件下的抗拉强度。

优选的，所述双氨基硅烷偶联剂为CG-792和/或CG-Si550。

更优选的，所述双氨基硅烷偶联剂由CG-792和CG-Si550按质量比为1:(1.2-1.6)混合而成。