一种高强度耐磨工程塑料及其制备方法与流程

1.本发明涉及塑料技术领域，具体为一种高强度耐磨工程塑料及其制备方法。


背景技术：

2.工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。前者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料；后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料，主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等。
3.而单一组分的聚酰胺工程塑料，往往存在强度不够或耐磨性不佳的缺点，因此本发明研究制备了一种既能保证耐热性，又具有高强度和耐磨性的高强度耐磨工程塑料。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高强度耐磨工程塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高强度耐磨工程塑料，所述高强度耐磨工程塑料是是将改性聚酰胺与增塑剂挤出后，包覆耐磨涂料制得。
6.优选的，所述改性聚酰胺是呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚反应制。
7.优选的，所述呋喃基聚双酰胺是聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺反应制得；所述季铵化聚苯醚是叠氮化聚苯醚、羟基苯甲酸甲酯和氨基丙醇反应制得。
8.优选的，所述耐磨涂料包括环氧聚酰胺和填料；所述环氧聚酰胺是向带有环氧基的多胺聚酰胺中加入大豆蛋白制得；所述填料为纳米氧化铝；所述增塑剂为环氧大豆油。
9.优选的，所述一种高强度耐磨工程塑料的制备方法，包括以下具体步骤：
10.(1)将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.05～1:1.25混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.03～0.05倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至90～93℃，反应10～30min后，升温至130～150℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至200～210℃，反应1～2h后，升温至220～230℃，继续反应1～2h，制得呋喃基聚双酰胺；
11.(2)将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:15:0.2～3:20:0.5混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.005～0.008倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.05～0.08倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至80～83℃，并在100～200rpm下搅拌反应90～100h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；
12.(3)将呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.05～1:1.25混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.03～0.05倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至90～93℃，反应10～30min后，升温至130～150℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至200～210℃，反应1～2h后，升温至220～230℃，继续反应1～2h，制得改性聚酰胺；
13.(4)将改性聚酰胺与增塑剂混合置于塑炼机中，温度为120～140℃，塑炼3～5min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；
14.(5)将环氧聚酰胺和填料按质量比10:0.3～20:0.5混合，搅拌均匀制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，静置固化3～7d，制得高强度耐磨工程塑料。
15.优选的，上述步骤(1)中：聚呋喃二甲酸乙二醇酯的制备方法为：将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:1:3:0.2～2:2:3:0.2混合并升温至120～130℃，在100～200rpm下搅拌反应8～12h，然后在90～100℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯。
16.优选的，上述步骤(2)中：季铵化聚苯醚前驱体的制备方法为：将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:20～1:30混合，冰浴下搅拌1～2h后，升温至室温继续反应1～2h，然后加入氢化钠质量2.3～2.5倍倍的质量分数为20～30％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继续反应12～16h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量20～30倍的甲醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量15～18倍的碘甲烷，回流反应70～76h，再加入氢化钠质量200～300倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在70～80℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体。
17.优选的，上述步骤(4)中：改性聚酰胺与增塑剂的质量比为10:0.5～15:0.8。
18.优选的，上述步骤(5)中：环氧聚酰胺的制备方法为：将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.05～1:1.15混合，升温至110～120℃，在100～200rpm下搅拌反应20～30min，升温至180～190℃，继续反应2～3h，冷却至室温后，再以3～5ml/min的速率滴加己二酸质量0.9～1.1倍的环氧氯丙烷和己二酸质量0.1～0.3倍的大豆蛋白，升温至50～60℃，继续反应2～3h，用硫酸调节ph至3～4，制得环氧聚酰胺。
19.优选的，上述步骤(5)中：耐磨涂料的厚度为0.03～0.08μm。
20.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
21.本发明制备的高强度耐磨工程塑料，是将改性聚酰胺与增塑剂挤出后，包覆耐磨涂料制得；
22.改性聚酰胺是呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚反应制得；呋喃基聚双酰胺是聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺反应制得，形成具有双酰胺结构的长链并带有呋喃基的聚酰胺，增强工程塑料的耐热性；季铵化聚苯醚是叠氮化聚苯醚、羟基苯甲酸甲酯和氨基丙醇反应制得，将季铵化的聚苯醚引入到呋喃基聚双酰胺上，不仅形成呋喃季铵盐，还将聚苯醚交联在具有双酰胺结构的长链的聚双酰胺中，提升了交联密度，增强工程塑料的强度；
23.耐磨涂料包括环氧聚酰胺和填料；环氧聚酰胺是向带有环氧基的多胺聚酰胺中加入大豆蛋白制得；多胺聚酰胺与大豆蛋白的胺基相互键合，交联成网络结构较稳定分子的同时又伴随着活性基团自身支化反应，产生了大量氮杂环丁鎓基团，氮杂环丁鎓基团可与活性基团发生交联，大豆蛋白外部暴露的亲水基团被交联成稳定的三维空间网状结构，连接在改性聚酰胺表面，包覆耐磨涂料后，环氧聚酰胺与改性聚酰胺反应并固化在改性聚酰胺表面，进一步增强工程塑料的耐磨性。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，将实施例和对比例中制备的高强度耐磨工程塑料的各指标测试方法如下：
26.将实施例与对比例制得的高强度耐磨工程塑料至于热压机中，在相同条件下制成相同大小的工程塑料板进行测试；
27.耐热性：将工程塑料板进行热重分析测试，记录初始分解温度。
28.强度：将工程塑料板参照gb1040进行断裂伸长率测试。
29.耐磨性：将工程塑料板进行磨损测试，记录磨损量。
30.实施例1
31.(1)将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:1:3:0.2混合并升温至120℃，在100rpm下搅拌反应8h，然后在90℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯；将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.05混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.03倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至90℃，反应10min后，升温至130℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至200℃，反应1h后，升温至220℃，继续反应1h，制得呋喃基聚双酰胺；
32.(2)将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:20混合，冰浴下搅拌1h后，升温至室温继续反应1h，然后加入氢化钠质量2.3倍倍的质量分数为20％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继续反应12h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量20倍的甲醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量15倍的碘甲烷，回流反应70h，再加入氢化钠质量200倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在70℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体；将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:15:0.2混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.005倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.05倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至80℃，并在100rpm下搅拌反应90h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；
33.(3)将呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.05混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.03倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至90℃，反应10min后，升温至130℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至200℃，反应1h后，升温至220℃，继续反应1h，制得改性聚酰胺；
34.(4)将改性聚酰胺与增塑剂环氧大豆油按质量比10:0.5混合置于塑炼机中，温度为120℃，塑炼3min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；
35.(5)将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.05混合，升温至110℃，在100rpm下搅拌反应20min，升温至180℃，继续反应2h，冷却至室温后，再以3ml/min的速率滴加己二酸质量0.9倍的环氧氯丙烷和己二酸质量0.1倍的大豆蛋白，升温至50℃，继续反应2h，用硫酸调节ph至3，制得环氧聚酰胺；将环氧聚酰胺和填料纳米氧化铝按质量比10:0.3混合，搅拌均匀
制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，厚度为0.03μm，静置固化3d，制得高强度耐磨工程塑料。
36.实施例2
37.(1)将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:1.5:3:0.2混合并升温至125℃，在150rpm下搅拌反应10h，然后在95℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯；将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.15混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得呋喃基聚双酰胺；
38.(2)将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:25混合，冰浴下搅拌1.5h后，升温至室温继续反应1.5h，然后加入氢化钠质量2.4倍倍的质量分数为25％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继续反应14h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量25倍的甲醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量16倍的碘甲烷，回流反应73h，再加入氢化钠质量250倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在75℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体；将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:18:0.3混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.007倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.07倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至82℃，并在150rpm下搅拌反应95h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；
39.(3)将呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.15混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得改性聚酰胺；
40.(4)将改性聚酰胺与增塑剂环氧大豆油按质量比13:0.6混合置于塑炼机中，温度为130℃，塑炼4min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；
41.(5)将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.1混合，升温至115℃，在150rpm下搅拌反应25min，升温至185℃，继续反应2.5h，冷却至室温后，再以4ml/min的速率滴加己二酸质量1倍的环氧氯丙烷和己二酸质量0.2倍的大豆蛋白，升温至54℃，继续反应2.5h，用硫酸调节ph至3.5，制得环氧聚酰胺；将环氧聚酰胺和填料纳米氧化铝按质量比15:0.4混合，搅拌均匀制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，厚度为0.05μm，静置固化5d，制得高强度耐磨工程塑料。
42.实施例3
43.(1)将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:2:3:0.2混合并升温至130℃，在1200rpm下搅拌反应12h，然后在100℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯；将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.25混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.05倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至93℃，反应30min后，升温至150℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至210℃，反应2h后，升温至230℃，继续反应2h，制得呋喃基聚双酰胺；
44.(2)将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:30混合，冰浴下搅拌2h后，升温至室温继续反
应2h，然后加入氢化钠质量2.5倍倍的质量分数为30％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继续反应16h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量20～30倍的甲醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量18倍的碘甲烷，回流反应76h，再加入氢化钠质量300倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在80℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体；将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:20:0.5混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.008倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.08倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至83℃，并在200rpm下搅拌反应100h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；
45.(3)将呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.25混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.05倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至93℃，反应30min后，升温至150℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至210℃，反应2h后，升温至230℃，继续反应2h，制得改性聚酰胺；
46.(4)将改性聚酰胺与增塑剂环氧大豆油按质量比15:0.8混合置于塑炼机中，温度为140℃，塑炼5min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；
47.(5)将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.15混合，升温至120℃，在200rpm下搅拌反应30min，升温至190℃，继续反应3h，冷却至室温后，再以5ml/min的速率滴加己二酸质量1.1倍的环氧氯丙烷和己二酸质量0.3倍的大豆蛋白，升温至60℃，继续反应3h，用硫酸调节ph至4，制得环氧聚酰胺；将环氧聚酰胺和填料纳米氧化铝按质量比20:0.5混合，搅拌均匀制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，厚度为0.08μm，静置固化7d，制得高强度耐磨工程塑料。
48.对比例1
49.(1)将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:1.5:3:0.2混合并升温至125℃，在150rpm下搅拌反应10h，然后在95℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯；将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.15混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得呋喃基聚双酰胺；
50.(2)将呋喃基聚双酰胺与增塑剂环氧大豆油按质量比13:0.6混合置于塑炼机中，温度为130℃，塑炼4min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；
51.(3)将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.1混合，升温至115℃，在150rpm下搅拌反应25min，升温至185℃，继续反应2.5h，冷却至室温后，再以4ml/min的速率滴加己二酸质量1倍的环氧氯丙烷和己二酸质量0.2倍的大豆蛋白，升温至54℃，继续反应2.5h，用硫酸调节ph至3.5，制得环氧聚酰胺；将环氧聚酰胺和填料纳米氧化铝按质量比15:0.4混合，搅拌均匀制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，厚度为0.05μm，静置固化5d，制得高强度耐磨工程塑料。
52.对比例2
53.(1)将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:25混合，冰浴下搅拌1.5h后，升温至室温继续反应1.5h，然后加入氢化钠质量2.4倍倍的质量分数为25％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继
续反应14h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量25倍的甲醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量16倍的碘甲烷，回流反应73h，再加入氢化钠质量250倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在75℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体；将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:18:0.3混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.007倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.07倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至82℃，并在150rpm下搅拌反应95h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；
54.(2)将聚酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.15混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得改性聚酰胺；
55.(3)将改性聚酰胺与增塑剂环氧大豆油按质量比13:0.6混合置于塑炼机中，温度为130℃，塑炼4min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；
56.(4)将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.1混合，升温至115℃，在150rpm下搅拌反应25min，升温至185℃，继续反应2.5h，冷却至室温后，再以4ml/min的速率滴加己二酸质量1倍的环氧氯丙烷和己二酸质量0.2倍的大豆蛋白，升温至54℃，继续反应2.5h，用硫酸调节ph至3.5，制得环氧聚酰胺；将环氧聚酰胺和填料纳米氧化铝按质量比15:0.4混合，搅拌均匀制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，厚度为0.05μm，静置固化5d，制得高强度耐磨工程塑料。
57.对比例3
58.(1)将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:1.5:3:0.2混合并升温至125℃，在150rpm下搅拌反应10h，然后在95℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯；将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.15混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得呋喃基聚双酰胺；
59.(2)将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:25混合，冰浴下搅拌1.5h后，升温至室温继续反应1.5h，然后加入氢化钠质量2.4倍倍的质量分数为25％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继续反应14h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量25倍的甲醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量16倍的碘甲烷，回流反应73h，再加入氢化钠质量250倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在75℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体；将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:18:0.3混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.007倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.07倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至82℃，并在150rpm下搅拌反应95h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；
60.(3)将呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.15混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应
20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得改性聚酰胺；
61.(4)将改性聚酰胺与增塑剂环氧大豆油按质量比13:0.6混合置于塑炼机中，温度为130℃，塑炼4min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；
62.(5)将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.1混合，升温至115℃，在150rpm下搅拌反应25min，升温至185℃，继续反应2.5h，冷却至室温后，升温至54℃，继续反应2.5h，用硫酸调节ph至3.5，制得聚酰胺；将聚酰胺和填料纳米氧化铝按质量比15:0.4混合，搅拌均匀制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，厚度为0.05μm，静置固化5d，制得高强度耐磨工程塑料。
63.对比例4
64.(1)将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:1.5:3:0.2混合并升温至125℃，在150rpm下搅拌反应10h，然后在95℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯；将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.15混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得呋喃基聚双酰胺；
65.(2)将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:25混合，冰浴下搅拌1.5h后，升温至室温继续反应1.5h，然后加入氢化钠质量2.4倍倍的质量分数为25％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继续反应14h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量25倍的甲醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量16倍的碘甲烷，回流反应73h，再加入氢化钠质量250倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在75℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体；将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:18:0.3混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.007倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.07倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至82℃，并在150rpm下搅拌反应95h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；
66.(3)将呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.15混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.04倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至92℃，反应20min后，升温至140℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至205℃，反应1.5h后，升温至225℃，继续反应1.5h，制得改性聚酰胺；
67.(4)将改性聚酰胺与增塑剂环氧大豆油按质量比13:0.6混合置于塑炼机中，温度为130℃，塑炼4min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料。
68.效果例
69.下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至4的高强度耐磨工程塑料的性能分析结果：
70.表1
[0071][0072][0073]
通过表1中实施例与对比例的实验数据比较可以明显发现，实施例1、2、3制备的高强度耐磨工程塑料的耐热性、强度和耐磨性较好。
[0074]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种高强度耐磨工程塑料，其特征在于，所述高强度耐磨工程塑料是是将改性聚酰胺与增塑剂挤出后，包覆耐磨涂料制得。2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨工程塑料，其特征在于，所述改性聚酰胺是呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚反应制。3.根据权利要求2所述的一种高强度耐磨工程塑料，其特征在于，所述呋喃基聚双酰胺是聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺反应制得；所述季铵化聚苯醚是叠氮化聚苯醚、羟基苯甲酸甲酯和氨基丙醇反应制得。4.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨工程塑料，其特征在于，所述耐磨涂料包括环氧聚酰胺和填料；所述环氧聚酰胺是向带有环氧基的多胺聚酰胺中加入大豆蛋白制得；所述填料为纳米氧化铝；所述增塑剂为环氧大豆油。5.一种高强度耐磨工程塑料的制备方法，其特征在于，所述高强度耐磨工程塑料的制备方法，包括以下具体步骤：(1)将聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺按质量比1:1.05～1:1.25混合置于反应装置中，加入聚呋喃二甲酸乙二醇酯质量0.03～0.05倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至90～93℃，反应10～30min后，升温至130～150℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至200～210℃，反应1～2h后，升温至220～230℃，继续反应1～2h，制得呋喃基聚双酰胺；(2)将叠氮化聚苯醚、n-甲基吡咯烷酮和季铵化聚苯醚前驱体按质量比3:15:0.2～3:20:0.5混合，搅拌均匀后加入叠氮化聚苯醚质量0.005～0.008倍的溴化铜，和叠氮化聚苯醚质量0.05～0.08倍的五甲基二亚乙基三胺，进行冷冻、真空、解冻3次后，升温至80～83℃，并在100～200rpm下搅拌反应90～100h，冷却至室温，用体积比为3:7的异丙醇和无水乙醚进行沉淀，最后在60℃下真空干燥制得季铵化聚苯醚；(3)将呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚阿爸质量部1:1.05～1:1.25混合置于反应装置中，加入呋喃基聚双酰胺质量0.03～0.05倍的催化剂钛酸丁酯，在氮气氛围下，升温至90～93℃，反应10～30min后，升温至130～150℃，密封并抽真空酯最大真空度后，继续升温至200～210℃，反应1～2h后，升温至220～230℃，继续反应1～2h，制得改性聚酰胺；(4)将改性聚酰胺与增塑剂混合置于塑炼机中，温度为120～140℃，塑炼3～5min，然后通过注射成型机挤出造粒，制得工程塑料基体；(5)将环氧聚酰胺和填料按质量比10:0.3～20:0.5混合，搅拌均匀制得耐磨涂料；将耐磨涂料涂覆在工程塑料基体表面，静置固化3～7d，制得高强度耐磨工程塑料。6.根据权利要求5所述的一种高强度耐磨工程塑料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中：聚呋喃二甲酸乙二醇酯的制备方法为：将对苯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、己二醇和钛酸四丁酯按质量比2:1:3:0.2～2:2:3:0.2混合并升温至120～130℃，在100～200rpm下搅拌反应8～12h，然后在90～100℃下真空干燥12h，制得聚呋喃二甲酸乙二醇酯。7.根据权利要求5所述的一种高强度耐磨工程塑料的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)中：季铵化聚苯醚前驱体的制备方法为：将氢化钠和四氢呋喃按质量比1:20～1:30混合，冰浴下搅拌1～2h后，升温至室温继续反应1～2h，然后加入氢化钠质量2.3～2.5倍倍的质量分数为20～30％的3-溴丙炔的四氢呋喃溶液，继续反应12～16h，转移至冰浴中，滴加氯化铵至无气体产生后，用二氯甲烷萃取并干燥后，再次分散在氢化钠质量20～30倍的甲
醇中，搅拌均匀后加入氢化钠质量15～18倍的碘甲烷，回流反应70～76h，再加入氢化钠质量200～300倍的乙酸乙酯进行沉淀，最后在70～80℃下干燥24h，制得季铵化聚苯醚前驱体。8.根据权利要求5所述的一种高强度耐磨工程塑料的制备方法，其特征在于，上述步骤(4)中：改性聚酰胺与增塑剂的质量比为10:0.5～15:0.8。9.根据权利要求5所述的一种高强度耐磨工程塑料的制备方法，其特征在于，上述步骤(5)中：环氧聚酰胺的制备方法为：将己二酸和二乙烯三胺按质量比1:1.05～1:1.15混合，升温至110～120℃，在100～200rpm下搅拌反应20～30min，升温至180～190℃，继续反应2～3h，冷却至室温后，再以3～5ml/min的速率滴加己二酸质量0.9～1.1倍的环氧氯丙烷和己二酸质量0.1～0.3倍的大豆蛋白，升温至50～60℃，继续反应2～3h，用硫酸调节ph至3～4，制得环氧聚酰胺。10.根据权利要求5所述的一种高强度耐磨工程塑料的制备方法，其特征在于，上述步骤(5)中：耐磨涂料的厚度为0.03～0.08μm。

技术总结
本发明公开了一种高强度耐磨工程塑料及其制备方法，涉及塑料技术领域。本发明制备的高强度耐磨工程塑料，是将改性聚酰胺与增塑剂挤出后，包覆耐磨涂料制得；改性聚酰胺是呋喃基聚双酰胺与季铵化聚苯醚反应制得；呋喃基聚双酰胺是聚呋喃二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酰十二碳二胺反应制得，形成具有双酰胺结构的长链并带有呋喃基的聚酰胺，增强工程塑料的耐热性和强度；耐磨涂料包括环氧聚酰胺和填料；环氧聚酰胺是向带有环氧基的多胺聚酰胺中加入大豆蛋白制得；包覆耐磨涂料后，环氧聚酰胺与改性聚酰胺反应并固化在改性聚酰胺表面，增强工程塑料的耐磨性。强工程塑料的耐磨性。


技术研发人员：赵兴乐
受保护的技术使用者：常州逸冠塑料制品有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/25