一种耐磨剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种耐磨剂的制备方法，首先选取氮化钛粉和氧化镁粉，并将氮化钛粉与氧化镁粉经过高速混合机混合一定时间后，将混合物浸于无水乙醇中，再经过超声波分散后通过球磨机球磨，通过冷冻干燥后过分子筛，再将过分子筛的产物置于模具内，经过高温高压烧结，得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，粉碎该烧结体后制得耐磨剂。本技术方案制得的新型耐磨剂氮化钛‑氧化镁微粉，它能很好的改善聚烯烃的耐磨性能。

权利要求

1.一种耐磨剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取氮化钛粉和氧化镁粉；

2)将步骤1)的氮化钛粉与所述氧化镁粉经过高速混合机混合一定时间后得到混合物料；

3)将步骤2)中得到的所述混合物料浸于无水乙醇中，再进行超声波分散处理一定时间，得到产物A；

4)将步骤3)中得到的所述产物A放入球磨机中球磨，然后冷冻干燥再研磨后过分子筛后得到产物B；

5)将产物B置于模具中，在温度为2800-3200℃，压强为8-12GPa下烧结设定时间得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过分子筛，得到耐磨剂。

2.根据权利要求1所述的耐磨剂的制备方法，其特征在于，所述氮化钛粉和氧化镁粉的质量比为(40-60)：(30-40)。

3.根据权利要求1所述的耐磨剂的制备方法，其特征在于，所述高速混合机混合时间为

20-40min；所述超声波分散处理时间为4-6h；所述球磨的时间为12-16h；所述烧结设定时间为6-10h。

4.根据权利要求1所述的耐磨剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中的分子筛为

400目分子筛；所述步骤5)中的分子筛为600目分子筛。

说明书

一种耐磨剂的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于高分子材料的填料领域，特别是指一种耐磨剂的制备方法。

背景技术

[0002] 耐刮擦性能是仪表板、汽车内外装饰件、耐用品和塑料外壳等的重要性能之一，改善聚合物耐刮擦性能的方法主要有：添加有机、无机粉体助剂；多层复合；外喷涂；化学改性引入官能团等。

[0003] 在添加的助剂的性能，及与被添加的基体之间的共混性能及助剂本身的性能等，是本领域现致力于解决的问题。

[0004] 而对于助剂的性能，比如耐磨性能的助剂至今尚很少有介绍。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种耐磨剂的制备方法，以解决聚烯烃材料的耐刮擦性能。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种耐磨剂的制备方法，包括以下步骤：

[0008] 1)选取氮化钛粉和氧化镁粉；

[0009] 2)将步骤1)的氮化钛粉与所述氧化镁粉经过高速混合机混合一定时间后得到混合物料；

[0010] 3)将步骤2)中得到的所述混合物料浸于无水乙醇中，再进行超声波分散处理一定时间，得到产物A；

[0011] 4)将步骤3)中得到的所述产物A放入球磨机中球磨，然后冷冻干燥再研磨后过分子筛后得到产物B；

[0012] 5)将产物B置于模具中，在高温高压下烧结设定时间得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过分子筛，得到耐磨剂。

[0013] 所述氮化钛粉和氧化镁粉的质量比为(40-60)：(30-40)。

[0014] 所述高速混合机混合时间为20-40min；所述超声波分散处理时间为4-6h；所述球磨的时间为12-16h；所述烧结设定时间为6-10h。

[0015] 所述步骤4)中的分子筛为400目分子筛；所述步骤5)中的分子筛为600目分子筛。

[0016] 所述高温高压是温度为2800-3200℃，压强为8-12GPa。

[0017] 本发明的有益效果是：

[0018] 本申请的化钛和氧化镁都是硬度很高的材料，本技术方案通过创新制得了一种新型耐磨剂氮化钛-氧化镁微粉，它能很好的改善聚烯烃的耐磨性能。

具体实施方式

[0019] 以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

[0020] 本申请的实施例中所用的原料如下：

[0021] 氮化钛，上海巷田纳米材料有限公司；氧化镁，上海紫一试剂厂；PBT(型号2002U)，日本宝理；PP(型号Z30S),茂名石化；PE(型号5070)，盘锦乙烯；PA6(型号CM1017)，日本东丽；PS(型号350)，台湾国乔。

[0022] 本申请各实施例所用的测试仪器如下：

[0023] ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。

[0024] 本申请提供一种耐磨剂的制备方法，包括以下步骤：

[0025] 1)选取氮化钛粉和氧化镁粉；氮化钛粉和氧化镁粉的质量比为(40-60)：(30-40)；

[0026] 2)将步骤1)的氮化钛粉与所述氧化镁粉经过高速混合机混合20-40min后得到混合物料；

[0027] 3)将步骤2)中得到的所述混合物料浸于无水乙醇中，再进行超声波分散处理4-6h，得到产物A；

[0028] 4)将步骤3)中得到的所述产物A放入球磨机中球磨12-16h，然后冷冻干燥再研磨后过400目分子筛后得到产物B；

[0029] 5)将产物B置于特制的耐高温合金模具中，在2800-3200℃，压强为8-12GPa的高温高压下烧结6-10h得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过600目分子筛，得到耐磨剂。

[0030] 实施例1

[0031] 1)称取400g氮化钛微粉，300g氧化镁，经高速混合机混合20min；

[0032] 2)将混合物浸于无水乙醇中，再对其进行超声波分散处理4h；

[0033] 3)将所得产物放入球磨机中进行球磨12h，然后冷冻干燥再经研磨后过400目分子筛；

[0034] 4)将过筛产物放入特制的耐高温合金模具中，在高温高压下烧结6h得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过600目分子筛，得到氮化钛-氧化镁微粉P1。

[0035] 其中步骤(4)中的高温高压是指温度为3000℃，压强为10GPa。

[0036] 应用例1

[0037] 取20份P1加入到80份聚丙烯(PP)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PP复合材料X1。

[0038] 其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170℃，第二温度区的温度为220℃，第三温度区的温度为230℃，第四温度区的温度为240℃，第五温度区的温度为240℃，第六温度区的温度为240℃，双螺杆挤出机的机头温度为230℃，螺杆转速为220r/min。

[0039] 对比例1

[0040] 取80份聚丙烯(PP)，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PP复合材料D1。

[0041] 上述应用例1及对比例1制备的PP复合材料的耐摩擦性能数据如下表所示:

[0042]

[0043] X1的磨耗比D1的要大，摩擦系数比D1的小，这说明加入氮化钛-氧化镁微粉后，PP复合材料的耐摩擦性能更好。

[0044] 实施例2

[0045] 1)称取600g氮化钛微粉，400g氧化镁，经高速混合机混合40min；

[0046] 2)将混合物浸于无水乙醇中，再对其进行超声波分散处理6h；

[0047] 3)将所得产物放入球磨机中进行球磨16h，然后冷冻干燥再经研磨后过400目分子筛；

[0048] 4)将过筛产物放入特制的耐高温合金模具中，在高温高压下烧结10h得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过600目分子筛，得到氮化钛-氧化镁微粉P2。

[0049] 其中步骤4)中的高温高压是指温度为2800℃，压强为8GPa。

[0050] 应用例2

[0051] 取20份P2加入到80份聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PBT复合材料X2。

[0052] 其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为200℃，第二温度区的温度为260℃，第三温度区的温度为260℃，第四温度区的温度为260℃，第五温度区的温度为260℃，第六温度区的温度为260℃，双螺杆挤出机的机头温度为260℃，螺杆转速为300r/min。

[0053] 对比例2

[0054] 取80份PBT，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PBT复合材料D2。

[0055] 上述应用例2及对比例2制备的PBT复合材料的耐摩擦性能数据如下表所示:

[0056]

[0057] X2的磨耗比D2的要大，摩擦系数比D2的小，这说明加入氮化钛-氧化镁微粉后，PBT复合材料的耐摩擦性能更好。

[0058] 实施例3

[0059] 1)称取500g氮化钛微粉，350g氧化镁，经高速混合机混合30min；

[0060] 2)将混合物浸于无水乙醇中，再对其进行超声波分散处理5h；

[0061] 3)将所得产物放入球磨机中进行球磨14h，然后冷冻干燥再经研磨后过400目分子筛；

[0062] 4)将过筛产物放入特制的耐高温合金模具中，在高温高压下烧结8h得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过600目分子筛，得到氮化钛-氧化镁微粉P3。

[0063] 其中步骤(4)中的高温高压是指温度为3200℃，压强为12GPa。

[0064] 应用例3

[0065] 取20份P3加入到80份聚乙烯(PE)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PE复合材料X3。

[0066] 其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为120℃，第二温度区的温度为180℃，第三温度区的温度为180℃，第四温度区的温度为180℃，第五温度区的温度为180℃，第六温度区的温度为180℃，双螺杆挤出机的机头温度为180℃，螺杆转速为300r/min。

[0067] 对比例3

[0068] 取80份PE，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PE复合材料D3。

[0069] 上述应用例3及对比例3制备的PE复合材料的耐摩擦性能数据如下表所示:

[0070]

[0071] X3的磨耗比D3的要大，摩擦系数比D3的小，这说明加入氮化钛-氧化镁微粉后，PE复合材料的耐摩擦性能更好。

[0072] 实施例4

[0073] 1)称取550g氮化钛微粉，350g氧化镁，经高速混合机混合40min；

[0074] 2)将混合物浸于无水乙醇中，再对其进行超声波分散处理5h；

[0075] 3)将所得产物放入球磨机中进行球磨15h，然后冷冻干燥再经研磨后过400目分子筛；

[0076] 4)将过筛产物放入特制的耐高温合金模具中，在高温高压下烧结8h得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过600目分子筛，得到氮化钛-氧化镁微粉P4。

[0077] 其中步骤4)中的高温高压是指温度为3100℃，压强为10GPa。

[0078] 应用例4

[0079] 取20份P4加入到80份聚酰胺6(PA6)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PA6复合材料X4。

[0080] 其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为230℃，第二温度区的温度为260℃，第三温度区的温度为260℃，第四温度区的温度为260℃，第五温度区的温度为260℃，第六温度区的温度为260℃，双螺杆挤出机的机头温度为250℃，螺杆转速为320r/min。

[0081] 对比例4

[0082] 取80份PA6，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PA6复合材料D4。

[0083] 上述应用例4及对比例4制备的PA6复合材料的耐摩擦性能数据如下表所示:

[0084]

[0085] X4的磨耗比D4的要大，摩擦系数比D4的小，这说明加入氮化钛-氧化镁微粉后，PA6复合材料的耐摩擦性能更好。

[0086] 实施例5

[0087] 1)称取540g氮化钛微粉，360g氧化镁，经高速混合机混合35min；

[0088] 2)将混合物浸于无水乙醇中，再对其进行超声波分散处理5h；

[0089] 3)将所得产物放入球磨机中进行球磨14h，然后冷冻干燥再经研磨后过400目分子筛；

[0090] 4)将过筛产物放入特制的耐高温合金模具中，在高温高压下烧结7h得到氮化钛掺杂氧化镁烧结体，再将此烧结体粉碎，过600目分子筛，得到氮化钛-氧化镁微粉P5。

[0091] 其中步骤4)中的高温高压是指温度为3000℃，压强为10GPa。

[0092] 应用例5

[0093] 取20份P5加入到80份苯乙烯(PS)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PS复合材料X5。

[0094] 其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为160℃，第二温度区的温度为200℃，第三温度区的温度为200℃，第四温度区的温度为200℃，第五温度区的温度为200℃，第六温度区的温度为200℃，双螺杆挤出机的机头温度为200℃，螺杆转速为280r/min。

[0095] 对比例4

[0096] 取80份PS，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PS复合材料D5。

[0097] 上述应用例5及对比例5制备的PS复合材料的耐摩擦性能数据如下表所示:

[0098]

[0099] X5的磨耗比D5的要大，摩擦系数比D5的小，这说明加入氮化钛-氧化镁微粉后，PS复合材料的耐摩擦性能更好。

[0100] 本申请描述新型耐刮擦剂的制备方法的技术方案，通过本技术方案制备的耐磨剂地添加到聚烯烃材料后，制得的聚烯烃材料在耐刮擦性能方面也有一定程度的提高，扩展了耐刮擦剂的种类与应用领域。

[0101] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。