本發(fā)明涉及一種改性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以改性聚四氟乙烯改性的耐磨聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚丙烯具有優(yōu)異的機械性能、電性能、絕緣性能等，而被廣泛用于汽車、建筑等領(lǐng)域，但其耐磨性和防腐性方面的不足限制了其應(yīng)用。目前，國內(nèi)的耐磨材料主要包括酚醛樹脂、玻璃纖維、二硫化鉬、碳纖維等，但這些材料最大的缺陷是磨損耗嚴重。聚四氟乙烯材料具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、穩(wěn)定性和低的摩擦因數(shù)，廣泛用于防腐、耐磨制品的生產(chǎn)。用聚四氟乙烯改性聚丙烯樹脂，可以提高聚丙烯的耐磨性和防腐性，并且可以生產(chǎn)具有自潔性（摩擦?xí)r表面不掉粉）的制品，如廚具、包裝、電器等殼內(nèi)制品等等。因此，用聚四氟乙烯對聚丙烯改性具有積極意義。而傳統(tǒng)的方法多采用添加玻璃纖維、石墨、二硫化鉬等無機填料對聚四氟乙烯進行改性，但這種材料的磨耗較大，使用壽命短，容易對磨偶件造成磨損；另外，其普遍采用物理共混的方式制備，這種制備方式雖然成型方便、操作工藝簡單，但是這些無機耐磨填料普遍存在密度大、與樹脂相容性差、易離析、分散性差等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種以改性聚四氟乙烯改性的耐磨聚丙烯材料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種以改性聚四氟乙烯改性的耐磨聚丙烯材料，由以下組分按重量份制備而成：

聚丙烯樹脂100份，

改性聚四氟乙烯0.5-2份，

抗氧劑0.1-0.5份，

所述改性聚四氟乙烯是以聚苯酯包覆或者接枝的聚四氟乙烯粉末。

進一步方案，所述聚丙烯樹脂為共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中至少一種。

所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯（抗氧劑1010）、三-(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯（抗氧劑168）、β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)或硫代二丙酸雙十八醇酯中的至少一種。

所述聚苯酯包覆或者接枝的聚四氟乙烯粉末是通過輻射乳液法制備而成，其具體制備方法為：

（1）將苯酯單體加入到聚四氟乙烯溶液中混合均勻成混合乳液，其中苯酯單體的重量百分比為15-50%，聚四氟乙烯為余量；

（2）向混合乳液中通入氮氣10分鐘，并置入鈷60源室，在攪拌條件下，以50gy/min的劑量率輻照100-120min；

（3）取出、干燥，得到聚苯酯包覆或者接枝的聚四氟乙烯粉末。

所述苯酯單體是由苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯按質(zhì)量比為1:1組成；所述苯酯單體的重量百分比為20-45%，聚四氟乙烯為余量。

本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述一種以改性聚四氟乙烯改性的耐磨聚丙烯材料的制備方法，將聚丙烯樹脂100份、改性聚四氟乙烯0.5-2份和抗氧劑0.1-0.5份一起加入高混機中混合均勻，然后加入雙螺桿擠出機中混煉、擠出，得到耐磨聚丙烯材料。

所述高混機的混合時間為5-15min；雙螺桿擠出機中各擠出區(qū)間的擠出溫度分別是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。

本發(fā)明采用改性聚四氟乙烯為耐磨劑來改性聚丙烯，從而提高聚丙烯材料的耐磨性；制備的聚丙烯材料可作為極其苛刻條件下如高溫、高壓、無油潤滑、腐蝕等使用的零部件。

本發(fā)明以高聚物聚苯酯為改性劑來改性聚四氟乙烯，提高聚四氟乙烯的磨耗，這是由于聚苯酯具有高度的自潤滑性，可解決普通的聚四氟乙烯所存在的磨耗較大，尤其是對磨偶件有較大損傷等問題。

由于改性聚四氟乙烯的耐磨材料具有極小的平均磨耗系數(shù)，其改性的聚丙烯材料最大的特點是耐磨耗，不損傷對磨偶件，可廣泛用于機械、航空、航天、電子、電氣等工業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。以下各實施例中聚四氟乙烯樹脂購自中昊晨光化工研究院，產(chǎn)品牌號cgm021。

所述聚苯酯包覆或者接枝的聚四氟乙烯粉末是通過輻射乳液法制備而成，其具體制備方法為：

（1）將苯酯單體（苯乙烯：甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量比1:1）加入到聚四氟乙烯溶液中混合均勻成混合乳液，其中苯酯單體的重量百分比為25%，聚四氟乙烯為75%；

（2）向混合乳液中通入氮氣10分鐘，并置入鈷60源室，在攪拌條件下，以50gy/min的劑量率輻照2小時；

（3）取出、干燥，得到聚苯酯包覆或者接枝的聚四氟乙烯粉末。

實施例1

將100份（重量份）均聚聚丙烯樹脂、0.5份改性聚四氟乙烯、0.1份抗氧劑1010一起加入高混機中，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合5min；

將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的各區(qū)溫度從喂料段到機頭溫度依次為150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、185℃，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。

實施例2

將100份（重量份）共聚聚丙烯樹脂、1份改性聚四氟乙烯、0.2份抗氧劑168一起加入高混機中，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合6min；

將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的各區(qū)溫度從喂料段到機頭溫度依次為170℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、200℃，擠出螺桿長徑比為36，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。

實施例3

將100份（重量份）共聚聚丙烯樹脂、1.2份改性聚四氟乙烯、0.3份抗氧劑1010一起加入高混機中，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合8min。

將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的各區(qū)溫度從喂料段到機頭溫度依次為150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、195℃，擠出螺桿長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。

實施例4

將100份（重量份）共聚聚丙烯樹脂、1.5份改性聚四氟乙烯、0.4份抗氧劑1076一起加入高混機中，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合10min；

將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的各區(qū)溫度從喂料段到機頭溫度依次為160℃、175℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃，擠出螺桿長徑比為44，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。

實施例5

將50份（重量份）均聚聚丙烯樹脂、50份共聚聚丙烯樹脂、2份改性聚四氟乙烯、0.4份抗氧劑1076、0.1份抗氧劑dstd一起加入高混機中，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合15min；

將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的各區(qū)溫度從喂料段到機頭溫度依次為160℃、175℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，擠出螺桿長徑比為36，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。

對比例1

將100份（重量份）共聚聚丙烯樹脂、0.4份抗氧劑1076一起加入高混機中，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合10min；

將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的各區(qū)溫度從喂料段到機頭溫度依次為160℃、175℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃，擠出螺桿長徑比為44，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。

對比例2

將50份（重量份）均聚聚丙烯樹脂、50份共聚聚丙烯樹脂、0.5份抗氧劑dstd一起加入高混機中，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合15min；

將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的各區(qū)溫度從喂料段到機頭溫度依次為160℃、175℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，擠出螺桿長徑比為36，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。

將實施例1-5和對比例1-2制得的耐磨材料，按照gb/t10006分別測試其摩擦系數(shù)，其數(shù)據(jù)如下：

通過上表數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明中由于添加了改性聚四氟乙烯做為耐磨劑，使得制得的聚丙烯材料的耐磨性能有了顯著的提高，且磨耗極小，具有意料不到的技術(shù)效果。其不損傷對磨偶件，可廣泛用于機械、航空、航天、電子、電氣等工業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。