CN101921453A - 一种增韧聚甲醛共混改性物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增韧聚甲醛共混物，它由下述重量百分比的原料配制而成：聚甲醛78-95％、热塑性聚酯弹性体2-20％、稳定剂0.2-2％、助剂0-2％。该增韧聚甲醛共混物的制备方法是：按上述重量百分比称取各原料，于转速在800rpm～3000rpm的混料器中混合2～5分钟，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出造粒得产品。本发明通过增韧后的聚甲醛共混改性物产品，不仅韧性提高幅度大，且其它性能，如刚性、硬度及耐磨性也保持良好，因而性能较均衡，拉伸强度好，可广泛用于汽车和机械工业。

Description

一种增韧聚甲醛共混改性物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种增韧聚甲醛共混物及其制备方法，该材料可广泛用于汽车和机械制造等领域，属于塑料改性技术领域。

背景技术

聚甲醛(POM)具有高刚性、高硬度、耐磨、自润滑性好、抗疲劳性能优异等优点，在电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域得到了广泛应用，用来制造轴承、齿轮、汽车仪表板、泵叶轮等。然而，聚甲醛是一种无支链的线性聚合物，分子链规整，结晶速度快并且结晶度高，易于形成较大的球晶结构。从而导致聚甲醛的韧性较差、缺口冲击强度较低，这与聚甲醛其它的优异性能不相匹配，极大地限制了聚甲醛进一步的推广应用。

橡塑共混是近几十年发展起来的改善塑料韧性和缺口冲击强度的最有效、最经济的方法之一。常用的增韧聚甲醛的弹性体有热塑性聚氨酯(TPU)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等。然而，由于聚甲醛分子链极性弱，和大多数聚合物以及弹性体的相容性很差，所以经过这些弹性体增韧的POM的冲击韧性提高有限，加入大量增韧剂后又会造成材料刚性的下降甚至因体系不相容产生韧性降低。在原有的增韧体系中，效果较好的是TPU在有相容剂的存在下使POM的缺口冲击强度有明显改善，但其韧性大幅提升时，材料的刚性和强度下降很多，比如，上海日之升申请的专利CN101205347A中，TPU用量30％，相容剂5％，材料的缺口冲击才达到12.7kj/m²，而拉伸强度已降为29.7MPa。POM/EVA、POM/EPDM共混体系的缺口冲击强度均呈现下降趋势(聚甲醛与增韧改性剂间的相容性研究，温变英，张学东，李迎春，邢志光，塑料，1999，3：15-19)。此外，传统的橡胶必须经过切割及开炼或密炼工艺后方能与POM共混，难以使用挤出及注塑成型工艺(PanGuangqin，Duan Yifei，Zhan Xiaowen，et al.Spherulite and property polyoymethylenecopolymer toughened by SEBS thermoplastics elastomer with EAA as compatibilizer.合成橡胶工业，2003，26(6)：377)。所以，聚甲醛的有效增韧改性仍然是现在高分子材料工业的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能均衡的增韧聚甲醛共混物及其制备方法。通过增韧后的聚甲醛共混物仍能保持其良好的刚性、硬度及耐磨性，且拉伸强度好。

本发明是通过采用如下的技术方案来实现上述发明目的的。

一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于由下述重量百分比的原料配制而成：

聚甲醛              78-95％

热塑性聚酯弹性体    2-20％

稳定剂              0.2-2％

助剂                0-2％

所述的聚甲醛可以是均聚甲醛、共聚甲醛、耐磨聚甲醛或高润滑聚甲醛等。

所述的热塑性聚酯弹性体(TPEE)具有多嵌段结构；TPEE通常是由硬质结晶相之聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及软质长链聚醚结合而成，在TPEE合成过程中通过引入脂肪族二酸、不同分子量的聚醚二醇等单体，就可以制备出多嵌段的TPEE。

所述的多嵌段结构是指具有3-4个嵌段链接的热塑性聚酯弹性体，该热塑性聚酯弹性体是一种多嵌段共聚物，可选择由中蓝晨光化工研究院有限公司生产的聚酯弹性体H4132产品。

所述的稳定剂包括位阻酚抗氧剂、位阻胺光稳定剂、三聚氰胺或共聚酰胺等，或者是它们的两种或两种以上按任意重量比的混合物。

所述的助剂为润滑剂或分散剂等。

所述润滑剂或分散剂可以是硬脂酸的碱土金属盐，硅油或酰亚胺等。

本发明所述的增韧聚甲醛共混物的制备方法是：

按上述重量百分比称取各原料，于转速在800rpm～3000rpm的混料器中混合2～5分钟，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出造粒得产品。

所述挤出造粒的工艺条件是：温度140～185℃，螺杆转速120～240转/分钟。

本发明的有益技术效果表现在：

1、本发明所采用的多嵌段的TPEE由于本身分子链的结构有与POM分子链结构相似的单元，所以其与POM的相容性更好，增韧聚甲醛的效率大为提高，且不会产生传统橡胶增韧聚甲醛会导致材料的拉伸强度急剧下降的问题。

2、本发明因稳定剂的加入，使得材料的加工稳定性更好，同时避免了加工过程中POM分解所产生的模垢问题。

3、本发明制得的增韧聚甲醛共混改性物产品，不仅韧性提高幅度大，且其它性能，如刚性、硬度及耐磨性也保持良好，因而性能较均衡，拉伸强度好。

具体实施方式

下面给出实施例并对本发明作进一步说明。有必要在此指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，如果该领域的技术人员根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明保护范围。

实施例1：

一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于由下述重量百分比的原料配制而成：

POM 97.8％、TPEE H41322％、抗氧剂10100.2％。将上述原料预混好后，通过双螺杆挤出机在145～160℃，转数180转/分钟下挤出造粒得到增韧POM共混物材料。

实施例2：

一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于由下述重量百分比的原料配制而成：

POM 89％、TPEE H413210％、抗氧剂10100.2％、三聚氰胺0.3％，乙撑双硬脂酰胺(EBS)0.5％。将上述原料预混好后，通过双螺杆挤出机在160～180℃，转数120转/分钟下挤出造粒得到增韧POM共混物材料。

实施例3：

一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于由下述重量百分比的原料配制而成：

POM 79％、TPEE H4132 20％、抗氧剂10100.2％、三聚氰胺0.3％，硬脂酸钙0.5％。将上述原料预混好后，通过双螺杆挤出机在150～160℃，转数240转/分钟下挤出造粒得到增韧POM共混物材料。

实施例1～3相关试验数据见下表

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3
				拉伸强度(MPa)	62	44	39
伸长率(％)	18	58	43
				弯曲强度(MPa)	73	52	43
弯曲模量(GPa)	1.9	1.3	1.1
				缺口冲击强度(kJ/m2)	10.2	17	24

从实施例1-3可看出，本发明制得的增韧聚甲醛共混改性物产品，不仅韧性提高幅度大，且其它性能，如刚性、硬度及耐磨性也保持良好，即性能较均衡，拉伸强度好。

Claims (9)

1.一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于由下述重量百分比的原料配制而成：

聚甲醛              78-95％

热塑性聚酯弹性体    2-20％

稳定剂              0.2-2％

助剂                0-2％。

2.根据权利要求1所述的一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于所述的聚甲醛是均聚甲醛、共聚甲醛、耐磨聚甲醛或高润滑聚甲醛。

3.根据权利要求1所述的一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于所述的热塑性聚酯弹性体具有多嵌段结构，该多嵌段结构是指具有3-4个嵌段链接的热塑性聚酯弹性体。

4.根据权利要求1或3所述的一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于所述热塑性聚酯弹性体是一种多嵌段共聚物，选择由中蓝晨光化工研究院有限公司生产的聚酯弹性体H4132产品。

5.根据权利要求1所述的一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于所述的稳定剂包括位阻酚抗氧剂、位阻胺光稳定剂、三聚氰胺或共聚酰胺，或者是它们的两种或两种以上按任意重量比的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于所述的助剂为润滑剂或分散剂。

7.根据权利要求1所述的一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于所述润滑剂是硬脂酸的碱土金属盐，硅油或酰亚胺。

8.根据权利要求1所述的一种增韧聚甲醛共混物，其特征在于所述分散剂是硬脂酸的碱土金属盐，硅油或酰亚胺。

9.根据权利要求1所述的一种增韧聚甲醛共混物的制备方法，其特征在于所述的增韧聚甲醛共混物的制备方法是：

按上述重量百分比称取各原料，于转速在800rpm～3000rpm的混料器中混合2～5分钟，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出造粒得产品；

所述挤出造粒的工艺条件是：温度140～185℃，螺杆转速120～240转/分钟。