一种通过填加双组份填料降低聚醚酰亚胺摩擦系数的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热塑性塑料技术领域，具体涉及一种通过填加双组分填料降低聚醚酰亚胺摩擦系数的方法。
【背景技术】
[0002]聚醚酰亚胺作为一类热塑性聚酰亚胺，具有突出的耐热性、力学性能、电绝缘性、化学稳定性和优异的加工性，在航空航天、汽车以及机械领域受到广泛关注。但是聚醚酰亚胺自身的摩擦因数很高，且耐磨性很差，因此无法直接用来制作成摩擦制件使用，这些大大限制了聚醚酰亚胺的应用，通常需要对其添加润滑剂进行改性。
[0003]近年来，为了提高聚醚酰亚胺的耐摩擦磨损性能，二硫化钼、三氧化二铝、石墨、聚四氟乙烯等固体润滑剂被广泛使用，并多采用双螺杆共混方式挤出成型。王黎钦等在《润滑与密封》2007年第10期“石墨填充聚醚酰亚胺摩擦学性能分析”中提出，石墨的添加使聚醚酰亚胺的摩擦系数下降，但仅仅低至0.3。程先华等在申请号为200510027062.2的中国专利中公开了一种纳米Al2O3/聚酰亚胺摩擦复合材料滑动轴承的制备方法，但是方法复杂，不利于大量生产。
[0004]姜楠等在《塑料》2003年第一期“三螺杆挤出机及其特性”中提出，三螺杆挤出机是挤出机械领域的又一新创意，具有出色的分布混合能力。相比于双螺杆挤出机，它在提高产量、改善产品质量和增加技术经济效益方面具有较明显的竞争优势。三螺杆挤出机已在功能塑料、高亮度涂料的制备和食品加工领域得到很好的应用，但是在减磨改性方面的研究很少。
[0005]随着现代科技的迅速发展，在以往的研究中，单一组分的固体润滑剂对摩擦性能的改进已不能满足人们对材料越来越高的要求，多种润滑填料改性聚醚酰亚胺摩擦性能方面还是空白。同时，区别于以往的双螺杆加工方式，三螺杆的应用将进一步提高聚醚酰亚胺共混物的性能。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对聚醚酰亚胺摩擦性能差限制其广泛应用的问题，提供一种双组分润滑填料的配方，并且采用三螺杆加工方式，摩擦材料制备方法简单，可以大量生产。
[0007]本发明采用的技术方案是:将双组分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亚胺基体中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的质量百分比为5?25%，石墨所占的质量百分比为5?25%，利用高速搅拌机混合直至均匀分布，干燥后通过三螺杆挤出机共混，得到摩擦系数范围为0.18?0.31的聚醚酰亚胺共混物。
[0008]双组分填料聚四氟乙烯和石墨，以及聚醚酰亚胺基体在混合前分别于110?150°C下干燥3?10小时。
[0009]所述三螺杆挤出机长径比为35，加工温度为330?380°C，螺杆转速为50?80r/mino
[0010]本发明的有益效果是:聚四氟乙烯和石墨均具有良好的润滑作用，通过调整两种填料的含量，优化比例，采用三螺杆的加工方式，当聚四氟乙烯所占的质量百分比为15%，石墨所占的质量百分比为10 %时，聚醚酰亚胺共混物的摩擦系数由单独填加石墨时的0.30减小到0.18，下降明显，取得了现有技术中没有记载且令人意想不到的技术效果。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:分别称取30g聚四氟乙烯，30g石墨，540g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为335°C，螺杆转速为50r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.23。
[0012]实施例2:分别称取30g聚四氟乙烯，60g石墨，510g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为330°C，螺杆转速为65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.30。
[0013]实施例3:分别称取60g聚四氟乙烯，30g石墨，510g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为340°C，螺杆转速为70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.23。
[0014]实施例4:分别称取30g聚四氟乙烯，90g石墨，480g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为345°C，螺杆转速为70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.25。
[0015]实施例5:分别称取60g聚四氟乙烯，60g石墨，480g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为350°C，螺杆转速为70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.24。
[0016]实施例6:分别称取90g聚四氟乙烯，30g石墨，480g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为370°C，螺杆转速为65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.28。
[0017]实施例7:分别称取30g聚四氟乙烯，120g石墨，450g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均匀。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为340°C，螺杆转速为50r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.30。
[0018]实施例8:分别称取60g聚四氟乙烯，90g石墨，450g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为360°C，螺杆转速为65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.26。
[0019]实施例9:分别称取90g聚四氟乙烯，60g石墨，450g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均勾。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为370°C，螺杆转速为65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.18。
[0020]实施例10:分别称取120g聚四氟乙烯，30g石墨，450g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均匀。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为375°C，螺杆转速为75r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.22。
[0021 ] 实施例11:分别称取30g聚四氟乙烯，150g石墨，420g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均匀。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为345°C，螺杆转速为55r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.31。
[0022]实施例12:分别称取60g聚四氟乙烯，120g石墨，420g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均匀。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为350°C，螺杆转速为65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.29。
[0023]实施例13:分别称取90g聚四氟乙烯，90g石墨，420g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均匀。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为370°C，螺杆转速为80r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.26。
[0024]实施例14:分别称取120g聚四氟乙烯，60g石墨，420g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均匀。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为380°C，螺杆转速为75r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.25。
[0025]实施例15:分别称取150g聚四氟乙烯，30g石墨，420g聚醚酰亚胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小时。将干燥好的三种样品放入高速搅拌机，混合2小时直至均匀。混合好的600g共混物于三螺杆挤出机中共混，长径比为35，温度为380°C，螺杆转速为80r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04标准测试，这种摩擦材料的摩擦系数为0.30。
【主权项】
1.一种通过填加双组分填料降低聚醚酰亚胺摩擦系数的方法，其特征在于:是将双组分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亚胺基体中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的质量百分比为5?25%，石墨所占的质量百分比为5?25%，利用高速搅拌机混合直至均匀分布，干燥后通过三螺杆挤出机共混，得到摩擦系数范围为0.18?0.31的聚醚酰亚胺共混物。2.如权利要求1所述的一种通过填加双组分填料降低聚醚酰亚胺摩擦系数的方法，其特征在于:双组分填料聚四氟乙烯和石墨，以及聚醚酰亚胺基体在混合前分别于110?150°C下干燥3?10小时。3.如权利要求1所述的一种通过填加双组分填料降低聚醚酰亚胺摩擦系数的方法，其特征在于:所述三螺杆挤出机长径比为35，加工温度为330?380°C，螺杆转速为50?80r/min0
【专利摘要】一种通过填加双组分填料降低聚醚酰亚胺摩擦系数的方法，属于热塑性塑料技术领域。是将双组分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亚胺基体中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的质量百分比为5～25％，石墨所占的质量百分比为5～25％，利用高速搅拌机混合直至均匀分布，干燥后通过三螺杆挤出机共混，得到摩擦系数范围为0.18～0.31的聚醚酰亚胺共混物。本发明的有益效果是：聚四氟乙烯和石墨均具有良好的润滑作用，通过调整两种填料的含量，优化比例，采用三螺杆的加工方式，当聚四氟乙烯所占的质量百分比为15％，石墨所占的质量百分比为10％时，聚醚酰亚胺共混物的摩擦系数由单独填加石墨时的0.30减小到0.18，下降明显，取得了现有技术中没有记载且令人意想不到的技术效果。
【IPC分类】C08K3/04, C08L79/08, C08L27/18
【公开号】CN105566905
【申请号】CN201610058638
【发明人】党国栋, 苏阳, 陈春海, 周宏伟, 赵晓刚, 王大明
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月28日