CN101885896A - 一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法 - Google Patents

一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101885896A
CN101885896A CN2010102377930A CN201010237793A CN101885896A CN 101885896 A CN101885896 A CN 101885896A CN 2010102377930 A CN2010102377930 A CN 2010102377930A CN 201010237793 A CN201010237793 A CN 201010237793A CN 101885896 A CN101885896 A CN 101885896A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyoxymethylene
mixture
polyoxyethylene
polyformaldehyde
polytetrafluoroethylene fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102377930A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101885896B (zh
Inventor
汪晓东
高扬
武德珍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN2010102377930A priority Critical patent/CN101885896B/zh
Publication of CN101885896A publication Critical patent/CN101885896A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101885896B publication Critical patent/CN101885896B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04—Particle-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92514—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/9258—Velocity
    • B29C2948/9259—Angular velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92885—Screw or gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895—Barrel or housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92904—Die; Nozzle zone

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法，属于工程塑料的增韧和功能化改性技术及制备领域。其中甲醛组合物的组成为：聚甲醛48.0～84.4wt.％、聚氧化乙烯10.0～30.0wt.％、聚四氟乙烯纤维5.0～20.0wt.％、抗氧剂1010 0.25～0.5wt.％、抗氧剂168 0.25～0.5wt.％、甲醛吸收剂0.1～1.0wt.％；制备方法：将聚甲醛、聚四氟乙烯纤维、聚氧化乙烯干燥，将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒；本发明所制备的聚甲醛复合物适用于对耐冲击性和耐磨损性能要求较高的机械零组件的制造。

Description

一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚甲醛复合物及其制备方法，具体涉及一种具有高抗冲击性和高耐磨损性聚甲醛复合物及其制备方法，属于工程塑料的增韧和功能化改性技术及制备领域。
背景技术
聚甲醛具有优良的力学性能。其冲击强度高，弹性模量和刚性较高，耐疲劳性好，抗蠕变性能优良。尺寸稳定性和成形加工性能良好。但聚甲醛由于其特殊的分子链结构，在成型加工的过程中极易结晶，生成尺寸较大的球晶；当材料受到冲击时，球晶容易形成应力集中点，造成材料的破坏。所以聚甲醛对缺口很敏感，其缺口冲击强度较低，因而不能满足机械制造领域对其性能的要求，这极大地限制了聚甲醛的使用范围。因此，对聚甲醛的增韧研究一直受到较大的重视。但由于聚甲醛是弱极性线型结晶聚合物，无侧基团，与其他树脂或弹性体相容性差。因此，采用弹性体共混改性后，其增韧效果并不理想。迄今为止，针对聚甲醛的超韧化改性仍是国际高分子学术界的一大难题，亦是聚甲醛研究的前沿课题。
弹性体增韧聚甲醛是一种传统的增韧改性方法，目前已经取得一定的研究开发进展。例如美国专利US 4804716、5286807、5310822以热塑性聚氨酯为增韧剂改性聚甲醛从而使聚甲醛的缺口冲击强度提高到25～40％。又如美国专利US4639488、4713414采用丁二烯弹性体作为改性剂增韧聚甲醛，可以使缺口冲击强度提高到27％～38％；美国专利US 6943214采用聚乙烯作为增韧剂改性聚甲醛，可以使得缺口冲击强度达到20％左右。中国专利CN 1166736C采用全硫化粉末羧基丁苯橡胶，中国专利CN 1353135采用丁苯橡胶和三元乙丙橡胶增韧聚甲醛，都使得冲击韧性有了一定程度的改善。但上述改性方法对聚甲醛抗冲击性能的提高十分有限，且传统的弹性体增韧方法在提高韧性的同时，不可避免地降低了材料的刚性，使其拉伸强度、弯曲强度等力学性能遭到破坏，从而限制了聚甲醛改性产品的应用。
此外，聚甲醛所具有的另一大特点是其优异的耐磨性能。由于其摩擦系数小、自润滑性好，因而具有较高的耐磨损性能；所以被广泛的应用于大型机械、精密仪器的零部件制造、汽车等交通运输工具，也是动力传动零部件主要材料。为使聚甲醛在作为机械工程零部件制造材料中更好地发挥润滑的特性，对其进行耐磨性能的改性具有十分重要的意义。对于聚甲醛的润滑改性研究已经取得不少成果，如美国专利US 5344875采用聚烯烃作为润滑改性剂，US 4645785采用硅酸钙，聚乙烯和硅油作为润滑剂改善聚甲醛的耐磨性。中国专利CN1270187A采用超高分子量聚乙烯，低分子量聚乙烯作为润滑剂提高聚甲醛的耐磨性，从而使得摩擦因数由0.25降低为0.14～0.18，降低了40％。中国专利CN1635017A通过采用石墨润滑母料改性聚甲醛的方法提高了其自润滑性，使其摩擦因数由0.31降低为0.15～0.21。
目前随着聚甲醛在高科技的精密机械及仪器、各种机械传动部件的制造及应用不断拓展，对其力学性能、耐磨性能等综合性能的要求也越来越苛刻。因此，开发研制基于聚甲醛原料的改性材料新品种，制备高性能低成本的高韧性高耐磨聚甲醛改性产品，能够满足我国机械制造领域的迫切需要。
发明内容
本发明旨在针对聚甲醛抗冲击性能和耐磨损性能方面的不足和现有技术的缺陷，提供一种具有优良抗冲击性能、且兼具耐磨性的聚甲醛材料，同时提供一种具有高韧性高耐磨性聚甲醛材料的制备方法，从而实现对聚甲醛综合性能的改善，并使其充分发挥在机械零部件制造领域中的关键作用。
本发明提供了一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物，该复合物的各组分及其质量百分含量为：聚甲醛48.0～84.4wt.％、聚氧化乙烯10.0～30.0wt.％、聚四氟乙烯纤维5.0～20.0wt.％、抗氧剂1010 0.25～0.5wt.％、抗氧剂168 0.25～0.5wt.％、甲醛吸收剂0.1～1.0wt.％。
其中，所述的聚甲醛为均聚甲醛或共聚甲醛中的一种。其分子量范围为20000～100000，熔体流动速率为4～15g/10min。
其中，所述的聚氧化乙烯是一种具有水溶性和热塑性的非离子型线性高分子聚合物，平均粒径范围为10～100目，重均分子量范围为50～150万。聚氧化乙烯能够同时改善聚甲醛的缺口冲击强度和摩擦磨损性能，且由于聚氧化乙烯的分子结构与聚甲醛分子结构相类似，都是碳氧单键结构，使得二者之间有较好的相容性，因此聚氧化乙烯的加入能够对聚甲醛起到较好的增韧和润滑效果。高分子量聚氧化乙烯，无论是以固体形态贮存、热塑加工，还是水溶液，对氧化降解都是敏感的。在热塑加工中，熔融粘度随着温度的升高和时间的延长而迅速下降；为了抑制氧化降解，通常在热塑加工或水溶液中添加一些稳定剂。
其中，所述的聚四氟乙烯纤维的断裂强度≥2～20N/dtex，纤维离散值范围在1-30dtex，平均细度2～40dtex，长径比范围为50～100。弱界面结合的条件下，由于在聚四氟乙烯纤维与聚甲醛基体之间存在机械嵌合作用，当材料受到外力作用导致纤维产生脱粘和拔出时，引起纤维周围基体产生较大的变形和基体开裂，耗散了大量的冲击能量，导致聚甲醛复合物断裂功增加，提高了复合材料的韧性。同时，由于聚四氟乙烯纤维植入聚甲醛基体内部形成嵌入纤维层，能够承担载荷并阻挡对偶面的犁切，从而提高了聚甲醛复合物的耐磨性能，降低了磨损率。
其中，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(即抗氧剂168)中的一种或两种的混合物。
其中，所述的甲醛吸收剂为双氰胺即二氰二胺或三聚氰胺即2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪中的一种或两种。
本发明所提供的高韧性高耐磨聚甲醛复合物的制备方法，所使用的加工设备为塑料共混改性的通用设备，即双螺杆挤出造粒机组。包括以下步骤：
第一步，将聚甲醛置于电热恒温鼓风干燥箱中80℃下干燥8～10小时，将聚四氟乙烯纤维、热塑性弹性体聚氧化乙烯置于真空烘箱中在80℃恒温干燥8-10小时，以备使用；
第二步，根据上述的质量百分含量分别称取各组分，聚甲醛84.4～48.0wt％、热塑性弹性体聚氧化乙烯10.0～30.0wt.％、聚四氟乙烯纤维5.0～20.0wt.％、抗氧剂0.5～1.0wt.％、甲醛吸收剂0.1～1.0wt.％，并将所有原料置于高速混合器内充分混合均匀；
第三步，将混合好的物料通过料斗加入双螺杆挤出造粒机组内，在160～190℃下进行熔融共混挤出，螺杆转速为180～250转/分钟，机头挤出温度在175～180℃，熔体压力为35～50MPa，扭拒为45～80N·m；
第四步，将挤出的复合物熔体拉条冷却，并在切粒机上切粒，然后过筛，干燥，最终得到具有高韧性高耐磨聚甲醛复合物。
本发明的增韧改性机理是：以聚四氟乙烯纤维为增韧材料，利用其高强度以承受应力，利用基体树脂的塑性流动及其与纤维的粘结性以传递应力，并耗散冲击能，从而达到增加聚甲醛韧性之目的。这是由于在聚四氟乙烯纤维与聚甲醛基体之间存在某种机械嵌合作用；当材料受到外界作用力时，纤维产生脱粘和拔出，引起纤维周围基体产生较大的变形和基体开裂，耗散了大量的冲击能量，导致聚甲醛复合物断裂功增加，提高了聚甲醛复合物的韧性。在该复合物中，聚四氟乙烯纤维增韧不以降低拉伸强度、弯曲强度等力学性能为代价。在材料断裂时，由于纤维的拔出和与基体脱粘过程中发生了延性断裂，说明聚四氟乙烯纤维对于聚甲醛复合物的拉伸强度等力学性能的提高起到了主导作用，从而使得拉伸强度、弯曲强度等力学性能得到相应的补偿。
在本发明的聚甲醛复合体系中，仍然引入了聚氧化乙烯弹性体作为增韧剂。聚氧化乙烯的引入可起到与聚四氟乙烯纤维协同增韧并润滑的作用。一方面，以颗粒形式分散在聚甲醛基体中的聚氧化乙烯能够成为应力集中点，在受到外界作用力时引发大量银纹和剪切带，吸收并耗散大量冲击能，从而更进一步地提高聚甲醛复合物的冲击韧性。另一方面，共混挤出物的快速冷却可使聚甲醛球晶内部和球晶之间形成聚氧化乙烯结晶层，此结构可以实现干扰球晶的生长和增加聚甲醛球晶之间作用力，从而提高聚甲醛复合物的冲击韧性。
本发明的润滑改性机理是：对于聚四氟乙烯纤维，由于其植入聚甲醛基体内部形成嵌入纤维层，其中的经向纤维对于提高复合物的耐磨性起到了决定性的作用。这是由于垂直于滑动方向的经向纤维具有薄片状的结构，可以承担载荷并且阻挡对偶转移面的犁切，从而提高了聚甲醛复合物的耐磨性，降低了磨损率。此外，聚氧化乙烯的加入使其在聚甲醛表面形成了一层转移膜，在复合物与摩擦表面对磨过程中，较软的聚氧化乙烯颗粒能够有效地吸收磨屑和异物，而磨屑的嵌入提高了复合物表面的硬度，降低了聚甲醛复合物表面与摩擦副表面的摩擦系数，提高了耐磨性。因而实现了对聚甲醛的增韧与耐磨同步改性，制备成了兼具高韧性和高耐磨性的聚甲醛复合物。本发明所制备的聚甲醛复合物适用于对耐冲击性和耐磨损性能要求较高的机械零组件的制造。
具体实施方式
实例1-8中所用原料来源的详细信息如表1所示。
将聚甲醛置于电热恒温鼓风干燥箱中80℃下干燥8～10小时，将聚四氟乙烯纤维、热塑性弹性体聚氧化乙烯置于真空烘箱中在80℃恒温干燥8-10小时，以备使用。
实例1
取共聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                84.4wt.％
聚氧化乙烯            10.0wt.％
聚四氟乙烯纤维        5.0wt.％
抗氧剂1010            0.25wt.％
抗氧剂168             0.25wt.％
双氰胺                0.1wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
实例2
取共聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                79.4wt.％
聚氧化乙烯            10.0wt.％
聚四氟乙烯纤维        10.0wt.％
抗氧剂1010            0.25wt.％
抗氧剂168             0.25wt.％
双氰胺                0.1wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
实例3
取均聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                74.4wt.％
聚氧化乙烯            15.0wt.％
聚四氟乙烯纤维        10.0wt.％
抗氧剂1010            0.25wt.％
抗氧剂168             0.25wt.％
双氰胺                0.1wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
实例4
取均聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                    69.4wt.％
聚氧化乙烯                15.0wt.％
聚四氟乙烯纤维            15.0wt.％
抗氧剂1010                0.25wt.％
抗氧剂168                 0.25wt.％
双氰胺                    0.1wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
实例5
取共聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                63.0wt.％
聚氧化乙烯            20.0wt.％
聚四氟乙烯纤维        15.0wt.％
抗氧剂1010            0.5wt.％
抗氧剂168             0.5wt.％
双氰胺                1.0wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
实例6
取均聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                58.0wt.％
聚氧化乙烯            20.0wt.％
聚四氟乙烯纤维        20.0wt.％
抗氧剂1010            0.5wt.％
抗氧剂168             0.5wt.％
双氰胺                1.0wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
实例7
取共聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                58.0wt.％
聚氧化乙烯            25.0wt.％
聚四氟乙烯纤维        15.0wt.％
抗氧剂1010            0.5wt.％
抗氧剂168             0.5wt.％
双氰胺                1.0wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
实例8
取均聚甲醛，聚氧化乙烯，聚四氟乙烯纤维，抗氧剂，甲醛吸收剂，按下述组成及其质量百分含量将所有原料进行共混：
聚甲醛                48.0wt.％
聚氧化乙烯            30.0wt.％
聚四氟乙烯纤维        20.0wt.％
抗氧剂1010            0.5wt.％
抗氧剂168             0.5wt.％
双氰胺                1.0wt.％
将上述配比的各组分置于搅拌机中充分混合，然后将混合物通过双螺杆挤出造粒机组熔融共混、挤出，冷却，造粒。料筒温度分别为170℃，172℃，175℃，173℃，机头温度设定为175℃。其中，挤出过程中螺杆转速为190转/分钟，熔体压力为40MPa，扭矩为60N·m。将所制得的粒料在80℃真空烘箱中充分干燥，在注塑机上注射成标准力学性能测试样条和摩擦实验样条。其中，力学性能按照美国ASTM标准进行测定，摩擦性能按照GB国家标准进行测定。结果如表2所示。
由表2可知，本发明的聚甲醛复合物具有抗冲击性能好、耐磨性能优异、刚性和加工性能良好的特点。从表2中可以看出，向聚甲醛基体中添加少量的弹性体和纤维改性剂就可以达到显著的增韧和耐磨效果，并且在提高冲击韧性和改善耐磨性能的同时可以保持良好的拉伸强度、弯曲强度等力学性能。其制备方法具有加工工艺简单，参数易控，原料成本适中，所得到的产品质量稳定的特点。该聚甲醛复合物可被广泛应用于大型机械、精密仪器的零部件制造、汽车等交通运输工具、五金建材、纺织配件等领域，也是各种机械动力传动部件主要材料，具有很好的工业化前景。
表1实例1-8中所用原料厂家及牌号
  原料名称   牌号   生产厂家
  共聚甲醛树脂   M90   蓝星化工新材料有限公司
  均聚甲醛树脂   500P   美国杜邦公司
  聚氧化乙烯   吉林省精细化工有限公司
  聚四氟乙烯纤维   常州市东新华福氟塑有限公司
  抗氧剂1010   北京极易化工有限公司
  抗氧剂168   北京极易化工有限公司
  双氰胺   广州市贺隆贸易有限公司
表2实施例1-8中制备的聚甲醛复合物的力学性能和摩擦性能
  性能指标   测试标准   实例1   实例2   实例3   实例4
  缺口冲击强度(J/m)   ASTM-D256   98.93   105.67   119.26   127.83
  拉伸强度(MPa)   ASTM-D638   48.73   50.27   49.79   51.45
  拉伸模量(MPa)   ASTM-D638   1892.48   2037.01   2214.29   2358.02
  断裂伸长率(％)   ASTM-D638   40.64   38.41   41.05   38.96
  弯曲强度(MPa)   ASTM-D790   57.63   60.24   58.03   61.57
  性能指标   测试标准   实例1   实例2   实例3   实例4
  弯曲模量(GPa)   ASTM-D790   1.65   1.76   1.88   2.03
  静摩擦系数   GB/T3960   0.1664   0.1702   0.1658   0.1734
  磨损量(/mg)   GB/T3960   25.12   23.80   20.09   17.23
  性能指标   测试标准   实例5   实例6   实例7   实例8
  缺口冲击强度(J/m)   ASTM-D256   135.60   138.57   141.24   147.71
  拉伸强度(MPa)   ASTM-D638   50.18   52.14   47.32   43.99
  拉伸模量(MPa)   ASTM-D638   2334.67   2241.52   2287.93   2138.09
  断裂伸长率(％)   ASTM-D638   40.80   33.76   39.83   44.51
  弯曲强度(MPa)   ASTM-D790   60.42   62.01   58.89   56.02
  弯曲模量(GPa)   ASTM-D790   2.01   1.90   1.93   1.85
  静摩擦系数   GB/T3960   0.1624   0.1432   0.1467   0.1513
  磨损量(/mg)   GB/T3960   16.45   13.74   15.85   10.07

Claims (6)

1.一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物，其特征在于，各组分及其质量百分含量为：聚甲醛48.0～84.4wt.％、聚氧化乙烯10.0～30.0wt.％、聚四氟乙烯纤维5.0～20.0wt.％、抗氧剂10100.25～0.5wt.％、抗氧剂1680.25～0.5wt.％、甲醛吸收剂0.1～1.0wt.％。
2.权利要求1的一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物，其特征在于，聚甲醛为均聚甲醛或共聚甲醛中的一种，分子量范围为20000～100000，熔体流动速率为4～15g/10min。
3.权利要求1的一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物，其特征在于，聚氧化乙烯平均粒径范围为10～100目，重均分子量范围为50～150万。
4.权利要求1的一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物，其特征在于，聚四氟乙烯纤维的断裂强度≥2～20N/dtex，纤维离散值范围在1-30dtex，平均细度2～40dtex，长径比范围为50～100。
5.权利要求1的一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物，其特征在于，甲醛吸收剂为双氰胺或三聚氰胺中的一种或两种。
6.权利要求1的一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将聚甲醛置于电热恒温鼓风干燥箱中80℃下干燥8～10小时，将聚四氟乙烯纤维、热塑性弹性体聚氧化乙烯置于真空烘箱中在80℃恒温干燥8-10小时，以备使用；
第二步，称取：聚甲醛84.4～48.0wt％、热塑性弹性体聚氧化乙烯10.0～30.0wt.％、聚四氟乙烯纤维5.0～20.0wt.％、抗氧剂0.5～1.0wt.％、甲醛吸收剂0.1～1.0wt.％，并将所有原料置于高速混合器内充分混合均匀；
第三步，将混合好的物料通过料斗加入双螺杆挤出造粒机组内，在160～190℃下进行熔融共混挤出，螺杆转速为180～250转/分钟，机头挤出温度在175～180℃，熔体压力为35～50MPa，扭拒为45～80N·m；
第四步，将挤出的复合物熔体拉条冷却，并在切粒机上切粒，然后过筛，干燥，最终得到甲醛复合物。
CN2010102377930A 2010-07-23 2010-07-23 一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法 Active CN101885896B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102377930A CN101885896B (zh) 2010-07-23 2010-07-23 一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102377930A CN101885896B (zh) 2010-07-23 2010-07-23 一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101885896A true CN101885896A (zh) 2010-11-17
CN101885896B CN101885896B (zh) 2012-08-29

Family

ID=43072004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102377930A Active CN101885896B (zh) 2010-07-23 2010-07-23 一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101885896B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102875956A (zh) * 2012-09-20 2013-01-16 吴江市天源塑胶有限公司 一种高耐磨工程塑料
CN103497482A (zh) * 2013-08-23 2014-01-08 开滦能源化工股份有限公司 高耐磨增强型聚甲醛复合材料及其制备方法
CN103672095A (zh) * 2013-11-18 2014-03-26 宁波隆兴焊割科技股份有限公司 一种塑料减压器及其制备方法
CN104725653A (zh) * 2015-04-15 2015-06-24 常州中澳兴诚高分子材料有限公司 一种ptfe超细纤维膜的制备方法
CN111471267A (zh) * 2020-05-21 2020-07-31 深州市工程塑料有限公司 摩擦摆式减隔震支座用滑板及制备方法
CN112795131A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 甘肃泰尔精细化工有限公司 一种耐老化聚甲醛材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1732223A (zh) * 2002-12-26 2006-02-08 汎塑料株式会社 聚缩醛树脂组合物及其制备方法
CN1732219A (zh) * 2002-12-26 2006-02-08 汎塑料株式会社 聚缩醛树脂组合物及其制备方法
CN100398603C (zh) * 2006-11-08 2008-07-02 四川大学 一种高韧性、耐磨自润滑聚甲醛材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1732223A (zh) * 2002-12-26 2006-02-08 汎塑料株式会社 聚缩醛树脂组合物及其制备方法
CN1732219A (zh) * 2002-12-26 2006-02-08 汎塑料株式会社 聚缩醛树脂组合物及其制备方法
CN100398603C (zh) * 2006-11-08 2008-07-02 四川大学 一种高韧性、耐磨自润滑聚甲醛材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《机械工程材料》 20041031 杨生荣 聚甲醛润滑材料在摩擦学领域的研究进展 第28卷, 第10期 2 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102875956A (zh) * 2012-09-20 2013-01-16 吴江市天源塑胶有限公司 一种高耐磨工程塑料
CN103497482A (zh) * 2013-08-23 2014-01-08 开滦能源化工股份有限公司 高耐磨增强型聚甲醛复合材料及其制备方法
CN103672095A (zh) * 2013-11-18 2014-03-26 宁波隆兴焊割科技股份有限公司 一种塑料减压器及其制备方法
CN103672095B (zh) * 2013-11-18 2016-03-30 宁波隆兴焊割科技股份有限公司 一种塑料减压器及其制备方法
CN104725653A (zh) * 2015-04-15 2015-06-24 常州中澳兴诚高分子材料有限公司 一种ptfe超细纤维膜的制备方法
CN111471267A (zh) * 2020-05-21 2020-07-31 深州市工程塑料有限公司 摩擦摆式减隔震支座用滑板及制备方法
CN112795131A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 甘肃泰尔精细化工有限公司 一种耐老化聚甲醛材料及其制备方法
CN112795131B (zh) * 2020-12-30 2023-06-27 甘肃泰尔精细化工有限公司 一种耐老化聚甲醛材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101885896B (zh) 2012-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101885896B (zh) 一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法
CN1216101C (zh) 增韧增强聚对苯二甲酸丁二醇酯纳米复合材料制备方法
CN102558753A (zh) 一种增强增韧自润滑聚甲醛复合材料及其制备方法
CN101805515B (zh) 耐磨增强聚酰胺/聚甲醛合金材料及其制备方法
CN101314672A (zh) 一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法
CN102492215A (zh) 一种耐磨玻纤增强聚丙烯复合物及其制备方法
CN105504799B (zh) 尼龙复合材料
CN112358724B (zh) 一种高耐磨低温升的聚酰胺组合物及其制备方法和应用
CN101759911A (zh) 具有优异刚韧平衡性的聚丙烯复合材料及其制备方法
CN112961420B (zh) 一种托辊用石墨烯改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
CN101851419B (zh) 一种哑光级聚酰亚胺/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯合金树脂组合物及其制备方法
CN101654541B (zh) 一种增韧耐磨磁性聚甲醛复合材料
CN101864117B (zh) 表观和机械性能好的玻纤增强苯乙烯树脂共混物及其制备方法
CN106519661A (zh) 一种适用于水油环境中尼龙pa66材料及其制备方法
CN107189425B (zh) 一种高耐磨聚酰胺/聚酮合金
CN103013099A (zh) 一种高流动性长玻纤增强尼龙6材料及其制备方法
CN101891947B (zh) 聚芳醚腈复合材料及其制备方法
CN105968801A (zh) 一种高性能改性聚酰胺复合材料及其制备方法
KR101325584B1 (ko) 열가소성 장섬유 강화 플라스틱용 열가소성 수지 복합체 조성물
CN112961419A (zh) 一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
CN112266613A (zh) 聚苯硫醚复合材料及其制备方法和注塑制件
Guo et al. Effect of series explosion effects on the fiber length, fiber dispersion and structure properties in glass fiber reinforced polyamide 66
CN101514245A (zh) 一种耐磨擦、增韧pa66纳米复合材料的制备方法
CN114409994B (zh) 一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料及其制备方法和应用
CN102337028A (zh) 尼龙6复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant