一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料耐磨改性領(lǐng)域，尤其是涉及一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲 酸乙二醇酯材料的制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚對苯二甲酸乙二醇醋（PET)為線性飽和熱塑性聚酯，是熱塑性聚酯中最主要的 品種，俗稱滌綸樹脂。它是對苯二甲酸與乙二醇的縮聚物，與PBT-起統(tǒng)稱為熱塑性聚酯， 或飽和聚酯。PET分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，分子間作用力較強(qiáng)，分子鏈具有柔順性，易結(jié)晶，具有較高 的結(jié)晶度和取向度。
[0003] 近年來，因為PET具有機(jī)械強(qiáng)度、剛度、硬度高、滑動性能和耐磨強(qiáng)度好，電氣絕緣 性好，非常好的耐蠕變性能、低而穩(wěn)定的磨擦系數(shù)優(yōu)異的耐磨性（與尼龍相比更佳）、非常 好的尺寸穩(wěn)定性（優(yōu)于POM)、生理惰性（適于與食品接觸）。耐氣候性、抗化學(xué)藥品穩(wěn)定性 好，吸水率低，耐弱酸和有機(jī)溶劑，但不耐熱水浸泡，不耐堿等優(yōu)異的特性。廣泛用于紡織、 造紙、食品機(jī)械、運(yùn)輸、碼頭、醫(yī)療、煤礦、化工等行業(yè)。軸承、向?qū)称芳庸C(jī)器頭，活塞，螺 絲釘卷等食品的治具，零部件，精密機(jī)器的軸承，電絕緣材料等，在國民經(jīng)濟(jì)、國防工業(yè)以及 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
[0004] 盡管PET具有優(yōu)良的耐熱性、抗蠕變性、耐摩擦與磨損性、電絕緣性及耐化學(xué)藥品 性，且在較寬的溫度范圍內(nèi)能夠保持優(yōu)良的物理性能和力學(xué)性能，但其結(jié)晶速率小、成型加 工困難且周期長、注塑模溫高、沖擊性能差等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。為改善PET 的不足，通常采用與其他樹脂共混、共聚法或添加成核劑、促進(jìn)劑等助劑的方法來實現(xiàn)。
[0005] 目前用于做耐磨塑料的主要有PA、POM、PTFE、PPS、UHMWPE等，主要用于制作齒輪、 軸承、泵殼等，要求具有耐磨，尺寸穩(wěn)定、耐高低溫、耐化學(xué)性能、性價比高等要求，而上述的 常用耐磨塑料都存著不同的缺陷，不能很好的同時滿足這些要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸 乙二醇酯材料的制備方法。本發(fā)明制備的聚對苯二甲酸乙二醇酯材料性價比高，具有磨損 壽命長、在不同條件下均能保持較高的尺寸穩(wěn)定和較低的線膨脹系數(shù)、耐化學(xué)性能優(yōu)異、能 在高低溫下長期穩(wěn)定使用、高性價比、具有自潤滑性的新型耐磨聚對苯二甲酸乙二醇酯材 料，能廣泛應(yīng)用于制作各種環(huán)境下使用的齒輪、軸承、泵殼等。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案：
[0008] -種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其原料按重量百分比計包含如下組 分：
[0009] 聚對苯二甲酸乙二醇酯70-90% ;
[0010] 復(fù)合耐磨改性劑5-15% ;
[0011] 復(fù)合彈性體增韌劑3-8 % ;
[0012] 硅油 0.3-1 %;
[0013] 偶聯(lián)劑 0.3-1 %;
[0014] 復(fù)合成核劑0.5-2 %;
[0015] 抗氧劑 0.2-1 %;
[0016] 潤滑劑 0.5-1. 5%。
[0017] 優(yōu)選的，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度為0. 67-0. 8dl/g。
[0018] 優(yōu)選的，所述復(fù)合耐磨改性劑選自二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯、納米二氧化硅中 的兩種或多種。
[0019] 優(yōu)選的，所述復(fù)合彈性體增韌劑選自馬來酸酐接枝線性低密度聚乙烯（密度 為0. 918~0. 935g/cm3)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯（比如阿克瑪?shù)?AX8900)、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯（比如杜邦的PTW)中的兩種或多種。
[0020] 優(yōu)選的，所述硅油為選自二甲基硅油、氨基改性硅油、醇羥基改性硅油中的一種或 多種。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、為氣基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑中的 一種或多種。
[0022] 優(yōu)選的，所述復(fù)合成核劑由成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑組成，所述成核劑選自滑石粉、蒙 脫土、碳酸氫鈉、苯甲酸鈉、NAV101、Surl yn8920中的兩種或多種，結(jié)晶促進(jìn)劑為丁醇無規(guī)聚 醚、聚乙二醇縮水甘油醚中的一種或者多種。
[0023] 優(yōu)選的，所述抗氧劑為酚類抗氧劑1010和磷酸酯類抗氧劑168按照重量比為1:2 復(fù)配而成。
[0024] 優(yōu)選的，所述潤滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺、PETS、PE蠟或者硅酮粉中的一種或幾 種。
[0025] 本發(fā)明還提供所述高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法，包括如下步 驟：
[0026] (1)準(zhǔn)備原材料：按權(quán)利要求1準(zhǔn)確稱取各組分的用量；
[0027] (2)原材料處理及混合：將聚對苯二甲酸乙二醇酯烘干，控制水分在0. 05%以下； 然后將其和偶聯(lián)劑、硅油加入高速混料機(jī)中攪拌，加入復(fù)合耐磨改性劑、抗氧劑、復(fù)合成核 劑、復(fù)合彈性體增韌劑、潤滑劑混合，使各組分充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆颍?br>[0028] (3)熔融擠出：將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)為75機(jī)型，長 徑比為40:1 ;在熔融擠出的同時，熔融擠出溫度在240-280°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為200-1000r/ min ；
[0029] (4)造粒及后處理：對擠出的物料進(jìn)行冷卻、風(fēng)干、切粒、包裝即可得到成品。
[0030] 本發(fā)明提供的高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯能廣泛應(yīng)用于制作各種環(huán)境 下使用的齒輪、軸承、泵殼等。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0032] 1、本發(fā)明制備的聚對苯二甲酸乙二醇酯材料不僅耐磨且自潤滑，而且各項性能優(yōu) 異。
[0033] 對聚對苯二甲酸乙二醇酯通過復(fù)合耐磨改性劑、復(fù)合成核劑、硅油等一起改性，成 功的制備了耐磨且自潤滑性的新型聚對苯二甲酸乙二醇酯材料，其不僅機(jī)械性能優(yōu)異、力 學(xué)性能佳，而且性價比高、尺寸非常穩(wěn)定、磨耗低（磨損壽命長）、耐化學(xué)性能優(yōu)異，能在各 種環(huán)境下尤其是高低溫下保持很高的尺寸穩(wěn)定和較低的線膨脹系數(shù)并長期使用，并應(yīng)用于 齒輪、軸承、泵殼等。同時，本發(fā)明制備的聚對苯二甲酸乙二醇酯采用了復(fù)合耐磨改性劑和 潤滑劑具有具有良好的自潤滑效果。
【具體實施方式】
[0034] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實施例表達(dá)的范圍。
[0035] 實施例1
[0036] 實施例1按表1的配方進(jìn)行備料；將干燥好的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)樹脂 和硅烷偶聯(lián)劑以及硅油先加入高速混料機(jī)中攪拌lmin、然后再加入復(fù)合耐磨改性劑、抗氧 劑、復(fù)合成核劑、復(fù)合增韌劑、潤滑劑在高速混料機(jī)中混合2min，使各組分充分?jǐn)嚢璺稚⒕?勻，從加料口加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出機(jī)熔融擠出溫度設(shè)定在240-280°C范圍內(nèi)，真空度一 般在0. 08Pa，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500r/min，擠出物料經(jīng)冷卻、風(fēng)干、切粒、干燥后，即可得到高耐磨 自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，配方1-3相應(yīng)制備的產(chǎn)品相應(yīng)標(biāo)記為對苯二甲酸乙二醇酯 (1)、對苯二甲酸乙二醇酯（2)、對苯二甲酸乙二醇酯（3)。
[0037] 實施例1配方1-3如下表所示：
[0038]
【主權(quán)項】
1. 一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，其原料按重量百分比計包 含如下組分： 聚對苯二甲酸乙二醇酯70-90% ; 復(fù)合耐磨改性劑5-15% ; 復(fù)合彈性體增韌劑3-8% ; 硅油 0. 3-1 % ; 偶聯(lián)劑0.3-1% ; 復(fù)合成核劑〇. 5-2% ; 抗氧劑0.2-1% ; 潤滑劑0.5-1. 5%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述聚對苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度為0. 67-0. 8dl/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述復(fù)合耐磨改性劑選自二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯、納米二氧化硅中的兩種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述復(fù)合彈性體增韌劑選自馬來酸酐接枝線性低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯 酸縮水甘油酯、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的兩種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述硅油為選自二甲基硅油、氨基改性硅油、醇羥基改性硅油中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、為氣基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述復(fù)合成核劑由成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑組成，所述成核劑選自滑石粉、蒙脫土、碳酸氫鈉、苯 甲酸鈉、NAV101、Surlyn8920中的兩種或多種，結(jié)晶促進(jìn)劑為丁醇無規(guī)聚醚、聚乙二醇縮水 甘油醚中的一種或者多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述抗氧劑為酚類抗氧劑1010和磷酸酯類抗氧劑168按照重量比為1:2復(fù)配而成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所 述潤滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺、PETS、PE蠟或者硅酮粉中的一種或幾種。
10. -種制備權(quán)利要求1所述的高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯的方法，其特征 在于，包括如下步驟： (1) 準(zhǔn)備原材料：按權(quán)利要求1準(zhǔn)確稱取各組分的用量； (2) 原材料處理及混合：將聚對苯二甲酸乙二醇酯烘干，控制水分在0.05%以下；然后 將其和偶聯(lián)劑、硅油加入高速混料機(jī)中攪拌，加入復(fù)合耐磨改性劑、抗氧劑、復(fù)合成核劑、復(fù) 合彈性體增韌劑、潤滑劑混合，使各組分充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆颍? (3) 熔融擠出：將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在熔融擠出的同時，熔融擠出溫 度在240-280°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速為200-1000r/min; (4) 造粒及后處理：對擠出的物料進(jìn)行冷卻、風(fēng)干、切粒、包裝即可得到成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高耐磨自潤滑聚對苯二甲酸乙二醇酯及其制備方法，其原料按重量百分比計包含如下組分：聚對苯二甲酸乙二醇酯70-90％；復(fù)合耐磨改性劑5-15％；復(fù)合彈性體增韌劑3-8％；硅油0.3-1％；偶聯(lián)劑0.3-1％；復(fù)合成核劑0.5-2％；抗氧劑0.2-1％；潤滑劑0.5-1.5％。本發(fā)明制備的聚對苯二甲酸乙二醇酯材料性價比高，具有磨損壽命長、在不同條件下均能保持較高的尺寸穩(wěn)定和較低的線膨脹系數(shù)、耐化學(xué)性能優(yōu)異、能在高低溫下長期穩(wěn)定使用、高性價比、具有自潤滑性的新型耐磨聚對苯二甲酸乙二醇酯材料，能廣泛應(yīng)用于制作各種環(huán)境下使用的齒輪、軸承、泵殼等。
【IPC分類】C08L83-08, C08K3-30, C08L51-06, C08L27-18, C08L23-08, C08L83-06, C08L83-04, C08K3-04, C08K3-36, C08K13-02, C08L67-02
【公開號】CN104788917
【申請?zhí)枴緾N201510190321
【發(fā)明人】陽瑞, 董宏宇, 鄭崇深, 符宏孟
【申請人】廣東順德順炎新材料有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月21日