本發(fā)明涉及高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高耐磨改性聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
改性聚丙烯材料以其優(yōu)良的物理性能越來越多的應(yīng)用在生活的各個(gè)方面，但是聚丙烯材料的耐磨性和耐劃傷性差。
二硫化鉬作為一種高潤滑的片層無機(jī)材料，廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)器材的潤滑，潤滑好，目數(shù)高，耐熱性好。環(huán)氧樹脂反應(yīng)性高，對剪切敏感，高剪切過程中容易產(chǎn)生趨向性，固化后硬度大，模量高。利用環(huán)氧樹脂和相容劑提高二硫化鉬與聚丙烯基體的相容性以及二硫化鉬粉體在聚丙烯材料中穩(wěn)固性，可以大大提高材料的耐磨性能。但是由于耐磨要求不能對材料進(jìn)行曾韌處理，故材料韌性會(huì)相對較差，使用時(shí)需要考慮到材料注塑后制件的使用功能。中國專利CN 105086152A公開了一種耐磨聚丙烯材料，其配方并沒有顯示出加入彈性體和填料能提高材料耐磨性能，反而不加入耐磨性更好；而此篇文章是通過提高材料表面硬度和表面爽滑性提高材料耐磨性，效果明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高耐磨改性聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，提高材料整體耐磨性，且性能適當(dāng)提高。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種高耐磨改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，各原料按重量份的配比為：
聚丙烯 60-75份；
二硫化鉬 10-15份；
環(huán)氧樹脂 10-15份；
環(huán)氧固化劑 0.5-2份；
相容劑 1-10份；
表面爽滑劑 0.1-2份；
其它助劑 0.7-1份。
所述聚丙烯為熔融指數(shù)為0.5-50g/min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一種。
所述二硫化鉬粒度為5000-20000目的片狀二硫化鉬。
所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧當(dāng)量600的雙酚A型環(huán)氧樹脂中的一種。
所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，接枝率在0.5-2％。
所述環(huán)氧固化劑為脂肪多元胺型固化劑、脂環(huán)多元胺型固化劑中的一中，進(jìn)一步優(yōu)選為三乙烯四胺、四乙烯五胺、二氨基環(huán)乙烷、二氨基環(huán)乙基甲烷中的一種。
所述表面爽滑劑為芥酸酰胺、油酸酰胺、中等分子量硅酮、單甘脂中的一種。
所述其它助劑為抗氧劑、光穩(wěn)定劑、分散劑、潤滑劑中的至少一種；
其中，抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010；光穩(wěn)定劑為亞磷酸酯、二甲基二硫代氨基甲酸酯、二硫代磷酸酯或受阻胺類；分散劑為為LD分散劑中的一種。
本發(fā)明還提供一種高耐磨改性聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：按配比稱取聚丙烯、二硫化鉬、環(huán)氧固化劑、相容劑、環(huán)氧樹脂、表面爽滑劑及其他助劑加入到高速混合機(jī)中，于80-150r/min下混合5-7min得混合物料；再將該混合物料從喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融、擠出、冷卻和造粒制得高耐磨聚丙烯復(fù)合材料。
螺桿轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/min，螺桿長徑比為30-45:1，擠出機(jī)溫度為185-225℃，真空度為-0.08MPa。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明加入環(huán)氧樹脂，提高二硫化鉬在材料中的穩(wěn)定性，高溫條件下環(huán)氧樹脂與二硫化鉬結(jié)合性高。
2、本發(fā)明加入環(huán)氧樹脂固化劑，環(huán)氧樹脂固化后將與無機(jī)材料緊密結(jié)合在一起，防止摩擦過程中二硫化鉬受應(yīng)力而被分離。
3、本發(fā)明加入相容劑，提高了固化后環(huán)氧樹脂與基體聚丙烯的相容性，提高復(fù)合材料整體耐摩擦性能。
4、本發(fā)明加入表面爽滑劑，通過爽滑劑不斷析出到表面，進(jìn)一步降低材料的表面摩擦系數(shù)。
5、本發(fā)明制備的復(fù)合材料表面摩擦系數(shù)≤2.5，耐磨耗性試驗(yàn)(GB/T15-92)比同類型其他改性聚丙烯高出50％周期，缺口沖擊強(qiáng)度大于5KJ/m2，彎曲模量大于1600MPa。
6、本發(fā)明通過環(huán)氧樹脂、固化劑及相容劑和其他助劑的添加，使得二硫化鉬在基體里面分散狀況更好且更穩(wěn)定，材料性能基本保持，耐磨性提高，對于產(chǎn)品產(chǎn)量和生產(chǎn)沒有任何影響。
7、本發(fā)明中的原材料聚丙烯、二硫化鉬、助劑等原料易得，其他材料均可以直接用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
一種高耐磨改性聚丙烯復(fù)合材料，各原料按重量份的配比為：
聚丙烯 60-75份；
二硫化鉬 10-15份；
環(huán)氧樹脂 10-15份；
環(huán)氧固化劑 0.5-2份；
相容劑 1-10份；
表面爽滑劑 0.1-2份；
其它助劑 0.7-1份。
按照以下制備方法制備各實(shí)施例，各組分的配比如表1所示。
按配比稱取聚丙烯、二硫化鉬、環(huán)氧固化劑、相容劑、環(huán)氧樹脂、表面爽滑劑及其他助劑加入到高速混合機(jī)中，于80-150r/min下混合5-7min得混合物料；再將該混合物料從喂料口加入到有兩個(gè)抽真空口、螺桿轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/min、螺桿長徑比為30-45:1、擠出機(jī)溫度為185-225℃的雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融、擠出、冷卻和造粒制得高耐磨聚丙烯復(fù)合材料。
表1實(shí)施例1-3與對比例1中制備原料的組成
根據(jù)相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，對具體實(shí)施例1-3及對比例1制得的聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行測試，主要測試物性指標(biāo)如下：拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)，摩擦系數(shù)(玻璃面上的摩擦系數(shù))，耐磨耗程度，其中耐磨耗程度采用GB/T15-92檢測方法，采用同等磨耗下所需要的摩擦周期進(jìn)行評價(jià)。其檢測標(biāo)準(zhǔn)與性能檢測結(jié)果如表2所示：
表2復(fù)合材料性能指標(biāo)
從表2可看出，本發(fā)明制備的高耐磨改性聚丙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等機(jī)械性能與對比例相比相差不是非常大。材料的表面摩擦系數(shù)有了一定的下降，而在耐磨耗試驗(yàn)中，磨耗周期明顯有較大提高，做到了提高材料耐磨耗性能的要求。這是由于在在聚丙烯中添加了二硫化鉬且做好了二硫化鉬與基體的固定于相容，同時(shí)使用遷移性表面爽滑劑，從而制備出具有更耐磨的聚丙烯復(fù)合材料。
上述的對實(shí)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實(shí)施案例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施案例，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(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。