一種通過(guò)填加雙組份填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數(shù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱塑性塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數(shù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚醚酰亞胺作為一類熱塑性聚酰亞胺，具有突出的耐熱性、力學(xué)性能、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的加工性，在航空航天、汽車以及機(jī)械領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。但是聚醚酰亞胺自身的摩擦因數(shù)很高，且耐磨性很差，因此無(wú)法直接用來(lái)制作成摩擦制件使用，這些大大限制了聚醚酰亞胺的應(yīng)用，通常需要對(duì)其添加潤(rùn)滑劑進(jìn)行改性。
[0003]近年來(lái)，為了提高聚醚酰亞胺的耐摩擦磨損性能，二硫化鉬、三氧化二鋁、石墨、聚四氟乙烯等固體潤(rùn)滑劑被廣泛使用，并多采用雙螺桿共混方式擠出成型。王黎欽等在《潤(rùn)滑與密封》2007年第10期“石墨填充聚醚酰亞胺摩擦學(xué)性能分析”中提出，石墨的添加使聚醚酰亞胺的摩擦系數(shù)下降，但僅僅低至0.3。程先華等在申請(qǐng)?zhí)枮?00510027062.2的中國(guó)專利中公開(kāi)了一種納米Al2O3/聚酰亞胺摩擦復(fù)合材料滑動(dòng)軸承的制備方法，但是方法復(fù)雜，不利于大量生產(chǎn)。
[0004]姜楠等在《塑料》2003年第一期“三螺桿擠出機(jī)及其特性”中提出，三螺桿擠出機(jī)是擠出機(jī)械領(lǐng)域的又一新創(chuàng)意，具有出色的分布混合能力。相比于雙螺桿擠出機(jī)，它在提高產(chǎn)量、改善產(chǎn)品質(zhì)量和增加技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益方面具有較明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。三螺桿擠出機(jī)已在功能塑料、高亮度涂料的制備和食品加工領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用，但是在減磨改性方面的研究很少。
[0005]隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，在以往的研究中，單一組分的固體潤(rùn)滑劑對(duì)摩擦性能的改進(jìn)已不能滿足人們對(duì)材料越來(lái)越高的要求，多種潤(rùn)滑填料改性聚醚酰亞胺摩擦性能方面還是空白。同時(shí)，區(qū)別于以往的雙螺桿加工方式，三螺桿的應(yīng)用將進(jìn)一步提高聚醚酰亞胺共混物的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)聚醚酰亞胺摩擦性能差限制其廣泛應(yīng)用的問(wèn)題，提供一種雙組分潤(rùn)滑填料的配方，并且采用三螺桿加工方式，摩擦材料制備方法簡(jiǎn)單，可以大量生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:將雙組分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亞胺基體中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的質(zhì)量百分比為5?25%，石墨所占的質(zhì)量百分比為5?25%，利用高速攪拌機(jī)混合直至均勻分布，干燥后通過(guò)三螺桿擠出機(jī)共混，得到摩擦系數(shù)范圍為0.18?0.31的聚醚酰亞胺共混物。
[0008]雙組分填料聚四氟乙烯和石墨，以及聚醚酰亞胺基體在混合前分別于110?150°C下干燥3?10小時(shí)。
[0009]所述三螺桿擠出機(jī)長(zhǎng)徑比為35，加工溫度為330?380°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?80r/mino
[0010]本發(fā)明的有益效果是:聚四氟乙烯和石墨均具有良好的潤(rùn)滑作用，通過(guò)調(diào)整兩種填料的含量，優(yōu)化比例，采用三螺桿的加工方式，當(dāng)聚四氟乙烯所占的質(zhì)量百分比為15%，石墨所占的質(zhì)量百分比為10 %時(shí)，聚醚酰亞胺共混物的摩擦系數(shù)由單獨(dú)填加石墨時(shí)的0.30減小到0.18，下降明顯，取得了現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有記載且令人意想不到的技術(shù)效果。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1:分別稱取30g聚四氟乙烯，30g石墨，540g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為335°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.23。
[0012]實(shí)施例2:分別稱取30g聚四氟乙烯，60g石墨，510g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為330°C，螺桿轉(zhuǎn)速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.30。
[0013]實(shí)施例3:分別稱取60g聚四氟乙烯，30g石墨，510g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為340°C，螺桿轉(zhuǎn)速為70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.23。
[0014]實(shí)施例4:分別稱取30g聚四氟乙烯，90g石墨，480g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為345°C，螺桿轉(zhuǎn)速為70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.25。
[0015]實(shí)施例5:分別稱取60g聚四氟乙烯，60g石墨，480g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為350°C，螺桿轉(zhuǎn)速為70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.24。
[0016]實(shí)施例6:分別稱取90g聚四氟乙烯，30g石墨，480g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為370°C，螺桿轉(zhuǎn)速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.28。
[0017]實(shí)施例7:分別稱取30g聚四氟乙烯，120g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勻?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為340°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.30。
[0018]實(shí)施例8:分別稱取60g聚四氟乙烯，90g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為360°C，螺桿轉(zhuǎn)速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.26。
[0019]實(shí)施例9:分別稱取90g聚四氟乙烯，60g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勾?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為370°C，螺桿轉(zhuǎn)速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.18。
[0020]實(shí)施例10:分別稱取120g聚四氟乙烯，30g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勻?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為375°C，螺桿轉(zhuǎn)速為75r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.22。
[0021 ] 實(shí)施例11:分別稱取30g聚四氟乙烯，150g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為345°C，螺桿轉(zhuǎn)速為55r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.31。
[0022]實(shí)施例12:分別稱取60g聚四氟乙烯，120g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勻?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為350°C，螺桿轉(zhuǎn)速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.29。
[0023]實(shí)施例13:分別稱取90g聚四氟乙烯，90g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勻?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為370°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.26。
[0024]實(shí)施例14:分別稱取120g聚四氟乙烯，60g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勻?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為380°C，螺桿轉(zhuǎn)速為75r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.25。
[0025]實(shí)施例15:分別稱取150g聚四氟乙烯，30g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時(shí)。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機(jī)，混合2小時(shí)直至均勻?；旌虾玫?00g共混物于三螺桿擠出機(jī)中共混，長(zhǎng)徑比為35，溫度為380°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，這種摩擦材料的摩擦系數(shù)為0.30。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通過(guò)填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數(shù)的方法，其特征在于:是將雙組分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亞胺基體中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的質(zhì)量百分比為5?25%，石墨所占的質(zhì)量百分比為5?25%，利用高速攪拌機(jī)混合直至均勻分布，干燥后通過(guò)三螺桿擠出機(jī)共混，得到摩擦系數(shù)范圍為0.18?0.31的聚醚酰亞胺共混物。2.如權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數(shù)的方法，其特征在于:雙組分填料聚四氟乙烯和石墨，以及聚醚酰亞胺基體在混合前分別于110?150°C下干燥3?10小時(shí)。3.如權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數(shù)的方法，其特征在于:所述三螺桿擠出機(jī)長(zhǎng)徑比為35，加工溫度為330?380°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?80r/min0
【專利摘要】一種通過(guò)填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數(shù)的方法，屬于熱塑性塑料技術(shù)領(lǐng)域。是將雙組分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亞胺基體中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的質(zhì)量百分比為5～25％，石墨所占的質(zhì)量百分比為5～25％，利用高速攪拌機(jī)混合直至均勻分布，干燥后通過(guò)三螺桿擠出機(jī)共混，得到摩擦系數(shù)范圍為0.18～0.31的聚醚酰亞胺共混物。本發(fā)明的有益效果是：聚四氟乙烯和石墨均具有良好的潤(rùn)滑作用，通過(guò)調(diào)整兩種填料的含量，優(yōu)化比例，采用三螺桿的加工方式，當(dāng)聚四氟乙烯所占的質(zhì)量百分比為15％，石墨所占的質(zhì)量百分比為10％時(shí)，聚醚酰亞胺共混物的摩擦系數(shù)由單獨(dú)填加石墨時(shí)的0.30減小到0.18，下降明顯，取得了現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有記載且令人意想不到的技術(shù)效果。
【IPC分類】C08K3/04, C08L79/08, C08L27/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105566905
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610058638
【發(fā)明人】黨國(guó)棟, 蘇陽(yáng), 陳春海, 周宏偉, 趙曉剛, 王大明
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日