一种耐磨塑胶材料及其制备方法与流程

本申请涉及塑胶材料制备，尤其是涉及一种耐磨塑胶材料及其制备方法。

背景技术：

1、塑胶原料是由高分子合成树脂(聚合物)为主要成份，渗入各种辅助料或添加剂，在特定温度，压力下，具有可塑性和流动性，可被模塑成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。

2、塑胶材料因其质轻、易加工、耐腐蚀等优点在多个领域得到广泛应用。然而，传统塑胶材料在耐磨性能方面存在明显不足，特别是在高摩擦、高负载的使用环境下，容易出现磨损、刮痕等问题，严重影响产品的使用寿命。

技术实现思路

1、为了提高塑胶材料的耐磨性能，本申请提供一种耐磨塑胶材料及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供的一种耐磨塑胶材料，采用如下的技术方案：

3、一种耐磨塑胶材料，包括以下质量份数的原料：聚丙烯100-120份、增摩填料5-10份、多元醇酯1-3份、硬脂酸钙1-3份；所述增摩填料包括二氧化硅。

4、通过采用上述技术方案，将二氧化硅制成的增摩填料添加于塑胶材料中，可以提高塑胶材料的耐磨性能，具体理由如下：

5、二氧化硅可以在塑胶材料表面形成粗造的尖锐凸起，增大摩擦系数，使得塑料材料的表面粗糙度增大，从而增大了塑胶材料的耐磨性能。

6、作为优选，所述增摩填料中还包括碳纤维。

7、通过采用上述技术方案，碳纤维自身具有高强度、高模量的特性，从而将碳纤维加入到塑胶材料中可以显著提高塑胶材料的耐磨性能。

8、此外，碳纤维可以提高塑胶材料的热导率，从而提高摩擦表面产生热量的扩散效率，从而降低摩擦表面温度，减少对塑胶材料的黏着，进一步降低磨损率，进而提高了塑胶材料的结构稳定性和热稳定性。

9、另外，碳纤维具有片状多晶石墨结构，从而使得碳纤维可以在体系中充当润滑剂的作用，有效改善了塑胶材料的流动性能，降低了塑胶材料在成型时粘固于设备内壁上的可能性。

10、且由于二氧化硅与聚丙烯之间的粘附方式为物理相互作用，导致相作用界面难以有效结合，从而降低了塑胶材料的拉伸性能，而碳纤维可以起到桥接作用，可以增大二氧化硅与聚丙烯之间的有效结合，以使得塑胶材料的拉伸性能得以提升。

11、作为优选，所述二氧化硅、碳纤维的质量比为1：(3.12-3.34)。

12、通过采用上述技术方案，将二氧化硅和碳纤维的质量比控制在上述范围内，可以有效提高了增摩填料对塑胶材料的耐磨性能。

13、作为优选，所述二氧化硅的改性制备方法包括如下步骤：

14、将二氧化硅添加于无水乙醇中，搅拌均匀后，加入去离子水和氨水，再次搅拌后加入十二烷基三乙氧基硅烷，进行加热反应，反应结束后依次进行洗涤、干燥，制得改性二氧化硅。

15、通过采用上述技术方案，利用十二烷基三乙氧基硅烷水解后接枝到二氧化硅表面，从而减少了二氧化硅表面的羟基含量，降低了二氧化硅的表面能，以使得二氧化硅的表面接触角增大，进而提高了二氧化硅的疏水性，以使得改性二氧化硅能够在塑胶材料表面形成一程保护膜，从而减少塑胶材料与外界物质的直接接触，进而减少了塑胶材料表面的磨损，有效提高了塑胶材料的耐磨性。

16、作为优选，所述二氧化硅和十二烷基三乙氧基硅烷的质量比为1：(0.6-0.8)。

17、通过采用上述技术方案，将碳纤维和十二烷基三乙氧基硅烷的质量比控制在上述范围内，可以有效提高二氧化硅的疏水性。

18、作为优选，所述碳纤维的改性制备方法包括如下步骤：

19、将碳纤维、聚甲基氢硅氧烷、去离子水混合后进行均相反应，反应完全后冷却至室温，再依次进行过滤、烘干，制得改性碳纤维。

20、通过采用上述技术方案，聚甲基氢硅氧烷对碳纤维进行疏水化改性，从而提高了碳纤维的疏水性，以使得改性碳纤维能够在塑胶材料表面形成一程保护膜，从而减少塑胶材料与外界物质的直接接触，进而减少了塑胶材料表面的磨损，有效提高了塑胶材料的耐磨性。

21、作为优选，所述碳纤维、聚甲基氢硅氧烷的质量比为1：(0.2-0.4)。

22、通过采用上述技术方案，将碳纤维和聚甲基氢硅氧烷的质量比控制在上述范围内，可以有效提高碳纤维的疏水性。

23、作为优选，还包括1-3份十二烷基二甲基苄基氯化铵。

24、通过采用上述技术方案，十二烷基二甲基苄基氯化铵是一种阳离子表面活性剂，其分子结构中含有正电荷，因此可以与改性二氧化硅、改性碳纤维表面的负电荷发生电性中和，从而增强改性二氧化硅、改性碳纤维之间的吸附作用，进而提高而了塑胶材料的耐磨性和拉伸性能。

25、此外，十二烷基二甲基苄基氯化铵可以降低塑胶材料基体的表面张力，使得二氧化硅和碳纤维更容易均匀地分散在塑胶基体中，从而使得塑胶材料各个成分之间形成更加紧密的结合。

26、第二方面，本申请提供的一种如第一方面的耐磨塑胶材料的制备方法，采用如下的技术方案：

27、一种耐磨塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：

28、将聚丙烯、增摩填料混合至均匀后，再加入多元醇酯、硬脂酸钙再次混合均匀后，得到混合料；然后将混合料进行挤出成型，最后将挤出物依次经过冷却、切粒包装，得到塑胶材料。

29、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

30、1.二氧化硅可以在塑胶材料表面形成粗造的尖锐凸起，增大摩擦系数，使得塑料材料的表面粗糙度增大，从而增大了塑胶材料的耐磨性。

31、2.利用十二烷基三乙氧基硅烷水解后接枝到二氧化硅表面，从而减少了二氧化硅表面的羟基含量，降低了二氧化硅的表面能，以使得二氧化硅的表面接触角增大，进而提高了二氧化硅的疏水性，使得塑胶材料表面的磨损下降，有效提高了塑胶材料的耐磨性。

技术特征：

1.一种耐磨塑胶材料，其特征在于：包括以下质量份数的原料：聚丙烯 100-120份、增摩填料5-10份、多元醇酯1-3份、硬脂酸钙1-3份；所述增摩填料包括二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨塑胶材料，其特征在于：所述增摩填料中还包括碳纤维。

3.根据权利要求2所述的一种耐磨塑胶材料，其特征在于：所述二氧化硅、碳纤维的质量比为1：（3.12-3.34）。

4.根据权利要求2所述的一种耐磨塑胶材料，其特征在于：所述二氧化硅的改性制备方法包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种耐磨塑胶材料，其特征在于：所述二氧化硅和十二烷基三乙氧基硅烷的质量比为1：（0.6-0.8）

6.根据权利要求6所述的一种耐磨塑胶材料，其特征在于：所述碳纤维、聚甲基氢硅氧烷的质量比为1：（0.2-0.4）。

7.根据权利要求6所述的一种耐磨塑胶材料，其特征在于：还包括1-3份十二烷基二甲基苄基氯化铵。

8.一种如权利要求1所述的耐磨塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：

技术总结本申请涉及一种耐磨塑胶材料及其制备方法，涉及塑胶材料技术领域；耐磨塑胶材料包括以下质量份数的原料：聚丙烯100‑120份、增摩填料5‑10份、多元醇酯1‑3份、硬脂酸钙1‑3份，所述增摩填料包括二氧化硅；本申请具有提高塑胶材料耐磨性能的效果。技术研发人员：蒋宗杰,武闯,邓建平,聂志召,俞惠芳受保护的技术使用者：苏州市欣龙塑胶模具有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14