CN103059501A - 一种低气味、高韧性聚甲醛材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低气味、高韧性聚甲醛材料及其制备方法，按重量百分比计，其组成和配比为：聚甲醛83～94%；增韧剂5～11%；抗氧剂0.1～2%；气味抑制剂0.5～5%；颜色色粉或色母粒0～2%。本发明的优点是：1、本发明采用了增韧剂和气味抑制剂，有效地降低了聚甲醛材料的气味，有效提高了低温冲击性能。2、本发明所述的气味抑制剂简单易得，能对多种挥发性组分进行有效吸附，从而达到明显的除味效果。3、本发明提出的聚甲醛改性材料的方法制备工艺简单、生产成本低。

Description

一种低气味、高韧性聚甲醛材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低气味、高韧性聚甲醛材料及其制备方法，属于聚合物改性和加工技术领域。

背景技术

聚甲醛有着和金属一样的比强度和比刚度，良好的电性能、耐磨性和机械性能，是用来代替铜、铝、锌等有色金属及其合金制品的理想工程塑料，广泛用于汽车工业、仪器仪表、电子电气等诸多领域。但POM韧性较差、缺口冲击强度低的特性限制了其应用。随着消费者环保健康意识的不断增强，车内挥发性有害物质已引起了人们的关注，其直观反映为对气味的感知，研究表明，车内气味的来源是多方面的，来自内饰部件的挥发性有机物是影响车内空气质量的主要原因之一。大多数内饰件部件中都还有一定量的挥发性有机化合物，在高温、光照、微生物的作用下，产生令人不舒服的气味，甚至引发头晕、干咳或过敏等不适反应。有关降低聚甲醛材料气味的研究已有一些报道，但是低气味且高韧性聚甲醛材料的研究很少。为此，开发一种低气味、高韧性聚甲醛材料十分重要且具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种低气味、高韧性聚甲醛材料，以解决现有技术的上述问题。

本发明的另一目的是为了提供这种聚甲醛材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种低气味、高韧性聚甲醛材料，按重量百分比计，其组成和配比为：

聚甲醛            83～94%；

增韧剂            5～11%；

抗氧剂            0.1～2%；

气味抑制剂        0.5～5%；

颜色色粉或色母粒  0～2%。

本发明所适用的聚甲醛材料体系中：

所述的聚甲醛树脂为均聚聚甲醛和共聚聚甲醛中的一种或几种的混合物，在190℃×2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为1～30g/10min。

所述的增韧剂为热塑性聚氨酯，其中，含有数均分子量少于250的二醇增链剂，含有的异氰酸酯与羟基比为0.96～1.08。

所述的抗氧剂为四[β—（3,5—二特丁基4—羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三（2,4—二叔丁基酚）亚磷酸酯中的一种或两种混合。

所述的气味抑制剂为重量比为1:1:1的硅藻土、沸石和氧化镁。其中，硅藻土粒径为6～8μm，堆积密度为0.34～0.65g/ml；沸石粒径为2～4μm，堆积密度为0.43～0.50g/ml；氧化镁堆积密度0.15～0.18g/ml。

所述的气味抑制剂的制备方法为：按配比称取硅藻土、沸石和氧化镁，将硅藻土、沸石和氧化镁均置于马弗炉550℃活化处理2小时，取出置于100℃无味烘箱中冷却备用。

这种低气味、高韧性聚甲醛材料的制备方法如下：

(1)按上述重量配比称取原料；

(2)将原料置于高速搅拌机中混合3～5分钟；

(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区170～180℃，二区180～190℃，三区190～200℃，四区180～190℃，整个挤出过程的停留时间为l～2分钟，压力为12～18MPa。

本发明的优点是：

1、本发明采用了增韧剂和气味抑制剂，有效地降低了聚甲醛材料的气味，有效提高了低温冲击性能。

2、本发明所述的气味抑制剂简单易得，能对多种挥发性组分进行有效吸附，从而达到明显的除味效果。

3、本发明提出的聚甲醛改性材料的方法制备工艺简单、生产成本低。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：

在实施例及对比例材料配方中，聚甲醛为杜邦生产的100P BK602。所用的增韧剂热塑性聚氨酯为巴斯夫生产的TPU 685A。所述的主抗氧剂为四[β—（3,5—二特丁基4—羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，由Ciba公司生产，商品牌号为Irganox 1010，辅助抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，由Ciba公司生产，商品牌号为Irganox 168。硅藻土为临江市美诗顿粉体材料有限公司生产的粉末状产品，商品名硅藻土，粒径6～8μm，堆积密度0.34～0.65g/ml。沸石为上海沸石分子筛有限公司生产的粉末状产品，商品名5A分子筛，粒径2～4μm，堆积密度0.43～0.50g/ml。氧化镁为邢台市镁神化工有限公司生产的MS高活性氧化镁，化学式MgO，堆积密度0.15～0.18g/ml。

所述抑制剂制备方法为：硅藻土、沸石和氧化镁均在马弗炉550℃活化处理2小时，取出置于100℃无味烘箱中冷却备用。树脂和各种添加剂在高速混合器中干混3～5分钟，再在双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其工艺为：一区170～175℃，二区175～180℃，三区180～185℃，四区175～180℃；整个挤出过程的停留时间为l～2分钟，压力为12～18MPa。

性能评价方式及实行标准：

将按上述方法制备的粒子材料，在90℃的鼓风烘箱中干燥2～3小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样。

气味测试：按照大众PV3900-C3标准测试。

拉伸性能测试：按ISO 527-2标准进行，试样尺寸为170×10×4mm，拉伸速度为50mm/min；

弯曲性能测试：按ISO 178标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm，弯曲模量按切线方向进行；

简支梁冲击强度测试：按ISO 179标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；

材料的主要力学性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度以及弯曲模量的数值进行评判。材料的气味特性根据标准规定分为：1级：无气味，2级：有气味，但无干扰性气味，3级：有明显气味，但无干扰性气味，4级：有干扰性气味，5级：有强烈干扰性气味，6级：有不能忍受的气味；实施例配方及各项性能测试结果见下列各表：

表1实施例1－9及对比例1－4材料配方表（重量%）

各配方的测试结果参见表2：

表2实施例1－9及对比例1－4测试结果

比较实施例1、2、3和对比例2，实施例4、5、6和对比例3，实施例7、8、9和对比例4可知，随着气味抑制剂的增加，聚甲醛材料的气味明显改善，比较实施例1、4、7，实施例2、5、8，实施例3，6，9，对比例1，2，3，4可知，随着增韧剂的增加，材料在刚性降低不大的前提下，耐低温冲击性能较明显提高。整体可见，本聚甲醛复合材料整体性能优异，低温冲击提高明显，气味性能优异，可以广泛推广应用。

Claims (8)

1.一种低气味、高韧性聚甲醛材料，其特征在于：按重量百分比计，其组成和配比为：

聚甲醛            83～94%；

增韧剂            5～11%；

抗氧剂            0.1～2%；

气味抑制剂        0.5～5%；

颜色色粉或色母粒  0～2%。

2.根据权利要求1所述的一种低气味、高韧性聚甲醛材料，其特征在于：所述的聚甲醛树脂为均聚聚甲醛和共聚聚甲醛中的一种或几种的混合物，在190℃×2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为1～30g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种低气味、高韧性聚甲醛材料，其特征在于：所述的增韧剂为热塑性聚氨酯，其中，含有数均分子量少于250的二醇增链剂，含有的异氰酸酯与羟基比为0.96～1.08。

4.根据权利要求1所述的一种低气味、高韧性聚甲醛材料，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β—（3,5—二特丁基4—羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三（2,4—二叔丁基酚）亚磷酸酯中的一种或两种混合。

5.根据权利要求1所述的一种低气味、高韧性聚甲醛材料，其特征在于：所述的气味抑制剂为重量比为1:1:1的硅藻土、沸石和氧化镁。

6.根据权利要求5所述的一种低气味、高韧性聚甲醛材料，其特征在于：硅藻土粒径为6～8μm，堆积密度为0.34～0.65g/ml；沸石粒径为2～4μm，堆积密度为0.43～0.50g/ml；氧化镁堆积密度0.15～0.18g/ml。

7.根据权利要求5所述的一种低气味、高韧性聚甲醛材料，其特征在于：所述的气味抑制剂的制备方法为：按配比称取硅藻土、沸石和氧化镁；将硅藻土、沸石和氧化镁均置于马弗炉550℃活化处理2小时，取出置于100℃无味烘箱中冷却备用。

8.一种制备权利要求1所述低气味、高韧性聚甲醛材料的方法，其特征在于：其步骤为：

(1)按重量配比称取原料；

(2)将原料置于高速搅拌机中混合3～5分钟；

(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区170～180℃，二区180～190℃，三区190～200℃，四区180～190℃，整个挤出过程的停留时间为l～2分钟，压力为12～18MPa。