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一种尼龙改性用聚四氟乙烯母粒及其制备方法


技术摘要:
本发明公开了一种尼龙改性用聚四氟乙烯母粒,由以下原料按质量份数制成:尼龙树脂20‑70份,聚四氟乙烯30‑80份,浸润剂0.1‑10份,分散剂0.1‑10份,抗氧剂0.01‑1份。制造方法为原料干燥、称量,物理共混和双螺杆熔融挤出造粒。通过将聚四氟乙烯制备成塑料母粒,可以  全部
背景技术:
尼龙是通用工程塑料之一,是开发最早,产量最大且应用最广泛的品种。其具有较 好的机械性能,优异的摩擦性能和易于加工成型,因此被广泛应用于摩擦材料领域代替传 统金属、陶瓷等材料。但是随着工作环境越来越苛刻,人们对材料的摩擦性能要求也越来越 高。因此需要通过对尼龙进行耐磨改性从而获得更优良的摩擦磨损性能。 聚四氟乙烯是一种优良的固体润滑剂,将其作为添加剂加入到聚合物中可以极大 的提高摩擦润滑性,进而增加材料的耐磨性能。但是其产品的制备主要通过混合机的混合 和挤出机的熔融挤出的方式,在制备过程中由于聚四氟乙烯是粉状容易存在着粘附容器上 而计量不准确、影响操作人员的健康和污染环境等的问题。 塑料母粒是20世纪80年代发展起来的一种新型塑料成型加工助剂,由超出常规添 加量(多为50%以上)的塑料助剂加入载体树脂中而制得,因此在成型塑料制品时,可直接 加入母粒。使用塑料母粒可以简化生产工艺工程,减少粉尘飞扬及对设备的磨损,节省原 料,使原料混合方便、混炼质量均匀,从而提高生产效率及制品的性能指标。 在粉体助剂指标中,吸油值的变化对产品应用非常重要。吸油值大小除决定了粉 体材料的化学组成及纯度外,还与其表面化学性质有关。吸油值也称树脂吸附量,表示粉体 材料对树脂吸收量的一种指数。在实际应用中,大多涉填料用吸油值这个指标来大致预测 填料对树脂的需求量。吸油值不同,则粉体粒度、比表面积、吸附性能也不同,从而可改变与 高聚物作用的相容性,所以吸油值直接影响材料质量、性能及用途。吸油值通常以100g样品 所需要的亚麻油的质量表示,即指每100g样品在达到完全润湿时需要用油的最低用量。吸 油值的测定大致分为两种:一种是以用调刀捏合成不分散刚性油灰状的膏状物为终点;另 一种方法是将颜料置于玻璃杯中,以一秒钟一滴的速度加入亚麻仁油,以调刀或玻璃棒搅 拌捏合,直至该柔软的膏状物能流动时为止。吸油量测定结果与用力大小和操作时间长短 有关,也与操作人员对终点的判断方法有关,因此往往人们得到的吸油值是一个范围,而非 定值。吸油值与粉体的大小、形状、分布、比表面积及颗粒表面性质有关。粉体颗粒的粒度越 细,比表面积越大,分布越窄,吸油量越高。颗粒形状的吸油值:针状>片状>球状。吸油值 越大,就会消耗几倍甚至几十倍与粉体自身的树脂,这会提高生产成本;同时树脂不能完全 包覆粉料表面和填充在粒子间的空隙,就需要更多的树脂来完成,因此无法制备高浓度的 母粒。 聚四氟乙烯由于同主链碳原子连接的所有氢原子被氟原子取代,使聚四氟乙烯具 有很多独特的性能,如最好的化学惰性、极好的热稳定性、摩擦系数低、极好的介电性能和 耐辐射性。但是于此同时,聚四氟乙烯具有所有聚合物中最低的表面能,具有自润滑和不黏 性,制品表面不润湿。也由于很高的结晶度和在熔点仍保持极高黏度,即使达到熔融温度也 3 CN 111574826 A 说 明 书 2/5 页 不流动,仅发生体积膨胀而相互熔结成一体,在剪切力作用下熔体容易破碎,因此其不适合 通用塑料广泛采用的热塑性加工方法。聚四氟乙烯作为填充料用于相关行业,对粒径及其 分布的要求很高,故不能通过改变粒径的方式来降低比表面积从而降低吸油值的方式。此 外,聚四氟乙烯表面能低,表面性能差,不易被润湿和包覆,因此其吸油值很高(大于100)。 而且由于其不适合通用塑料广泛采用的热塑性加工方法,因此聚四氟乙烯粉体被认为不能 制造成母粒。
技术实现要素:
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种尼龙改性用聚四氟乙烯母粒。 为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案: 一种尼龙改性用聚四氟乙烯母粒,其特征在于:由以下原料按质量份数制成:尼龙 树脂20-70份,聚四氟乙烯30-80份,浸润剂0.1-10份,分散剂0.1-10份,抗氧剂0.01-1份。 优选的,尼龙树脂为尼龙66、尼龙6、尼龙46、尼龙12、尼龙1010中的一种或多种混 合物,优选尼龙6或者尼龙66。 优选的,尼龙树脂为颗粒或者粉末状,相对粘度≤2.7。优选相对粘度在1.5-2.4之 间。 优选的,聚四氟乙烯为聚四氟乙烯微粉、聚四氟乙烯细粉中的一种或多种混合物, 平均粒径为2~35μm。优选聚四氟乙烯微粉,其平均粒径在5到20μm之间。 优选的,浸润剂为白油、硅油、石蜡油、溶剂油中的一种或多种混合物。优选硅油, 其质量份数为1到8份之间。 优选的,分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺、改性乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉、聚酰胺蜡、 硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或多种混合物。其中,酚类抗氧剂可以为1098、1010、1076、 9228、BHT、1024等,磷系抗氧剂可以为168、626、686、636、450等、硫醚系抗氧剂可以为DLTP、 DSTP等。作为优选,抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的混合物,质量份数在0.01到1份之 间。 优选的,抗氧剂为酚类抗氧剂、磷系抗氧剂、硫醚系抗氧剂及金属盐抗氧剂中的任 一种或几种的混合物。 一种制备尼龙改性用聚四氟乙烯母粒的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)原料干燥、称量:按照质量份数称取尼龙树脂20-70份,将其在60-120℃下干燥 1-5小时,然后自然冷却;按照质量份数称取聚四氟乙烯30-80份,分散剂0.1-10份,抗氧剂: 0.01-1份; (2)物理共混:将干燥后的尼龙树脂,聚四氟乙烯,浸润剂,分散剂,抗氧剂,在高速 混合机内进行物理共混,混合机先在5-15HZ转速下混合1-3分钟,再在15-30HZ转速下混合 1-3min,然后在30-50HZ转速下混合1-2min,最后在15-30HZ转速下出料; (3)双螺杆熔融挤出造粒:将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中,挤出机 的温度为200-300℃,螺杆转速为50-150转/分钟,挤出造粒。 由于采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果: 通过将聚四氟乙烯制备成塑料母粒,可以很好的解决粉状聚四氟乙烯在加工时所 存在着粘附容器上而计量不准确、影响操作人员的健康和污染环境等问题。此外,由于专用 4 CN 111574826 A 说 明 书 3/5 页 母粒的载体与制品的塑料品种相同,具有良好的匹配性,加热熔融后颗粒能很好的分散在 制品塑料中。将母粒添加到尼龙树脂中可以提高材料的耐磨性,加工使用过程分散性良好 且使用方便。使用时可根据配方需要准确计量、无粉尘污染、环境友好。硅油可以对聚四氟 乙烯粉体表面有一定的润湿和包覆效果,再配合其他助剂的使用,可以制备PTFE含量在 50%及以上的母粒。 附图说明 下面根据附图对本发明作进一步说明。 图1为实施例2中母粒热失重分析曲线。
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