[發(fā)明專利]一種改性聚甲醛材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110319993.5
• 申請(qǐng)日: 2011-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN103756245A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 楊曉莉
• 主分類號(hào): C08L59/02
• 分類號(hào): C08L59/02;C08L59/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/30;C08K3/04;C08J3/22;B29B9/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，尤其涉及一種用于三層復(fù)合材料行業(yè)的改性聚甲醛耐磨材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚甲醛(POM)其分子式為-[CH20L-，因其分子鏈具有光滑的輪廓，因而有較好的自潤(rùn)滑性，摩擦系數(shù)低。又因其是柔性鏈的線型高結(jié)晶聚合物，結(jié)晶度高、鍵能大，不易向?qū)δッ孓D(zhuǎn)移，固有良好的耐磨性和高強(qiáng)度，是所有塑料中比強(qiáng)度較為接近金屬的樹脂品種之一，在機(jī)械、汽車、電子電器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于制造各種零件。

但是普通聚甲醛在相對(duì)速度高，負(fù)荷較大的情況下，作為摩擦件使用時(shí)，由于得不到充分潤(rùn)滑，摩擦產(chǎn)生的熱不易及時(shí)導(dǎo)出，會(huì)使零件變形，加速磨損，因此，只能用于制造低速、低負(fù)荷條件下工作的摩擦件，使用壽命不能令人滿意。

在本技術(shù)領(lǐng)域，三層復(fù)合自潤(rùn)滑材料可以很好地解決高速重載的耐磨問題。它是以低碳鋼為基體，青銅為中間層，改性塑料為表面層(軸襯層)的一種新型滑動(dòng)軸承復(fù)合材料，適宜制造軸承、軸套、襯套、墊片、導(dǎo)軌機(jī)械和滑板等機(jī)械零件。三層復(fù)合自潤(rùn)滑材料按照軸襯層材料可分為改性聚四氟乙烯系列(國(guó)內(nèi)一般稱為SF-1系列)、改性聚甲醛系列(國(guó)內(nèi)一般稱為SF-2系列)。

軸襯層的塑料關(guān)系三層復(fù)合材料的使用壽命，用于軸襯層的聚甲醛必須通過改性以降低摩擦系數(shù)，提高耐磨性。傳統(tǒng)的用于三層復(fù)合自潤(rùn)滑材料的改性聚甲醛產(chǎn)品主要由聚甲醛、聚四氟乙烯、鉛粉、顏料等成分組成，鉛是一種軟金屬，它具有與高粘度流體相似的潤(rùn)滑行為，易在對(duì)偶材料表面形成轉(zhuǎn)移膜，是一種良好的固體潤(rùn)滑材料，添加到塑料中，還可以改善塑料熱膨脹系數(shù)，提高材料導(dǎo)熱性能，避免摩擦熱的積累。但是，鉛是一種有毒重金屬，對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生危害，發(fā)展改性聚甲醛耐磨材料，用于三層復(fù)合自潤(rùn)滑材料行業(yè)，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

有關(guān)聚甲醛的改性，許多文獻(xiàn)與專利均有報(bào)道，專利(申請(qǐng))號(hào)02128048.7報(bào)道了聚甲醛納米復(fù)合材料及其制備方法，但其主要目的在于增強(qiáng)增韌、降低成本。國(guó)家專利(申請(qǐng))號(hào)00106171.2、99123812.5、03151026.4、200510126587.1、200610022223.3等專利公布了一些改進(jìn)聚甲醛摩擦磨損性能的方法，但是其均立足于聚甲醛材料本身的改性，未考慮其在三層復(fù)合自潤(rùn)滑材料的應(yīng)用，其主要改性物油脂、超高分子量聚乙烯等的添加，會(huì)影響改性聚甲醛與鋼板、銅粉層的結(jié)合強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有良好潤(rùn)滑性能和強(qiáng)度與韌性、且不易產(chǎn)生磨粒磨損的改性聚甲醛材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種改性聚甲醛材料，其特征在于，該材料包括以下組分和重量百分含量：聚甲醛91-98％，無(wú)機(jī)納米材料1-4％，潤(rùn)滑劑1-5％。

所述的聚甲醛包括共聚聚甲醛、均聚聚甲醛。

所述的無(wú)機(jī)納米材料包括納米氧化鋁、納米氧化硅，其顆粒尺寸小于100nm。

所述的無(wú)機(jī)納米材料為單一粉體或混合物。

所述的潤(rùn)滑劑包括聚四氟乙烯、二硫化鉬、石墨，為單一粉體或混合物。

該方法是將無(wú)機(jī)納米材料與聚甲醛按重量比1∶10-5∶10的配比制備母粒，再將該母粒與聚甲醛、潤(rùn)滑劑混合，使聚甲醛91-98％重量，無(wú)機(jī)納米材料1-4％重量，潤(rùn)滑劑1-5％重量，在螺桿擠出機(jī)中擠出造粒即得改性聚甲醛。

所述的母粒是將無(wú)機(jī)納米材料用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，干燥后與聚甲醛混合，并再雙螺桿擠出機(jī)中共混造粒制得。

所述的無(wú)機(jī)納米材料的表面處理是將0.5％-0.8％的偶聯(lián)劑溶解于30％-39.2％的工業(yè)酒精中，制成偶聯(lián)劑備用，將60-69.5％的無(wú)機(jī)納米材料在100-120℃干燥1-3小時(shí)，冷卻，在高速混料機(jī)中加入偶聯(lián)劑溶液，混合均勻后干燥，并在高速氣流粉碎機(jī)中粉碎過篩。

所述的偶聯(lián)劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸偶聯(lián)劑。

所述的母粒可以通過無(wú)機(jī)納米材料和三聚甲醛原位聚合得到。