CN103160062A - 一种聚甲醛色母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种色母粒及其制备方法。该色母粒由包含以下重量份的组分制成：聚甲醛30-80份，色粉20-70份，分散剂0.1-5份，助剂0.01-2份。与现有技术相比，本发明所制备的色母粒与POM树脂的相容性好，与POM树脂共混后注塑成型的制件在受力时不会出现分层、起皮等现象。

Description

一种聚甲醛色母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种色母粒及其制备方法。

背景技术

聚甲醛(Polyformaldehyde)是热塑性结晶聚合物，被誉为“超钢”或者“赛钢”，又称聚氧亚甲基。英文缩写为POM。它具有较高的强度的弹性模量，摩擦系数小，耐磨性能好，还具有高度抗蠕变和应力松弛的能力。而且它尺寸稳定性好，吸水率很小，所以吸水率对其力学性能的影响可以不予考虑。聚甲醛也具有较好的介电性能，在很宽的频率和温度范围内，它的介电常数和介质损耗角正切值变化很小。

聚甲醛塑料是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种，可广泛用于在电子电气、汽车、建筑和精密仪器等行业用轴承、齿轮、拉杆及导轨、汽车车身、燃油系统配件等。但POM是极易分解的工程塑料之一，在有氧的情况下加热很容易分解，分解温度为240℃，分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。因此在选择着色剂时，既要耐高温，又要防止有的着色剂会加速POM分解。最好是配成色母批混使用，减少POM的挤出次数，从而减少其分解。

目前在制备POM色母粒的时候，通常是采用LLDPE、HDPE和PP等为基体，但这些基体与POM不能很好的相容，会导致注塑程序的制品有分层现象，若选择POM为基体，由于添加了大量的着色剂，如果采用普通的单螺杆或者双螺杆挤出机，又很难避免基体的分解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与聚甲醛基体的相容性好，颜色均匀易分散的聚甲醛色母粒及其制备方法。本发明采用了POM作为色母粒的基体，但是采用了往复式单螺杆挤出机，有效地避免了POM的分解。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种色母粒，由包含以下重量份的组分制成：

聚甲醛                30-80份，

色粉                  20-70份，

分散剂                0.1-5份，

助剂                  0.01-2份。

所述的聚甲醛优选40-70份。

所述的色粉优选30-60份。

所述的分散剂优选0.5-5份。

所述的助剂优选0.02-1份。

所述的聚甲醛选自均聚甲醛或共聚甲醛中的一种或两种，熔融温度在190～230℃。

所述色粉选自钛白粉、镉黄、镉橙、镉红、氧化铁、水银红、钴紫、群青、酞青蓝、酞青绿或炭黑中的一种或一种以上。

所述的分散剂选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、改性聚乙烯蜡或石蜡中的一种或一种以上。

所述的助剂选自填充剂、抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂、偶联剂或增塑剂中的一种或一种以上。

所述的填充剂选自碳酸钙、高岭土、滑石粉、云母粉、硅灰石或晶须中的一种或一种以上。

所述的抗氧剂选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯、四[3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸二硬脂酸醇酯中的一种或一种以上。

所述的光稳定剂选自2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔戊基苯基)-5-氯代苯并三唑、双(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍或癸二酸双(2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯)中的一种或者一种以上。

所述的抗静电剂选自丙三醇单硬脂酸酯或者LDN美国钻石三叶草公司生产(即：N，N-双(2-羟乙基)脂肪酸胺与其酯的混合物)。

所述的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、铝钛复合偶联剂或铝酸酯复合偶联剂，优选DL-411。

所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。

一种上述色母粒的制备方法，包含以下步骤：

(1)首先将30-80重量份聚甲醛、20-70重量份色粉、0.1-5份分散剂和0.01-2份助剂一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌2～10min；

(2)然后将混合后组分放入往复式单螺杆挤出机中，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的温度范围是170～230℃。

本发明的原理是采用POM做为色母粒的基体，这样做出的色母粒与POM批混使用时，不会存在不相容的问题。在色母粒制备时采用了往复式单螺杆挤出机，这种挤出机特有的往复运动，使物料在一次生产中，可完善地进行混料、混炼、塑化、分散、均化和脱气的全过程。同其它机器相比，往复式单螺杆挤出机长径比为最短，熔体在机筒中停留时间短且可控，加上这类挤出机控温准确，温差小，在制备以POM为基体的色母粒的时候，往复式单螺杆挤出机可以有效地减少POM的分解。

本发明的优点在于：

与现有技术相比，本发明所制备的色母粒与POM树脂的相容性好，与POM树脂共混后注塑成型的制件在受力时不会出现分层、起皮等现象。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些实施例仅用于说明，而不对本发明保护范围构成任何限制。

在以下实施例中，

POM-1表示：POM F20-03，共聚甲醛，三菱公司产品

POM-2表示：DELRIN 100 NC010，均聚甲醛，杜邦公司产品

分散剂1：聚乙烯蜡

分散剂2：聚丙烯蜡

分散剂3：改性聚乙烯蜡

分散剂4：石蜡

填充剂1#：碳酸钙

填充剂2#：高岭土

填充剂3#：滑石粉

填充剂4#：硅灰石

抗氧剂1#：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚

抗氧剂2#：3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯

抗氧剂3#：硫代二丙酸二月桂酯

光稳定剂1#：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮

光稳定剂2#：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮

光稳定剂3#：双(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍

光稳定剂4#：癸二酸双(2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯)

抗静电剂1#：丙三醇单硬脂酸酯

抗静电剂2#：Diamod Shamroch公司(美国钻石三叶草)生产的Lankrostat LDN

偶联剂1#：乙烯基三乙氧基硅烷

偶联剂2：三异硬脂酰基钛酸异丙酯

偶联剂3#：铝钛复合偶联剂，山西化工研究所的OL-AT1618.

偶联剂4#：铝酸酯复合偶联剂，福建师范大学高分子实验厂DL-411.

增塑剂1#：邻苯二甲酸二辛酯

增塑剂2#：邻苯二甲酸二丁酯

实施例1

制造与聚甲醛基体的相容性好、颜色均匀易分散的以POM为基体的色母粒，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1中组分及重量份含量备料；

(2)将上述组分一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌2min。

(3)将混合后组分放入往往复式单螺杆挤出机中，控制挤出机的温度为170℃，混合获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

实施例2

制造与聚甲醛基体的相容性好、颜色均匀易分散的以POM为基体的色母粒，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1中组分及重量份含量备料；

(2)将上述组分一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌10min。

(3)将混合后组分放入往往复式单螺杆挤出机中，控制挤出机的温度为230℃，混合获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

实施例3

制造与聚甲醛基体的相容性好、颜色均匀易分散的以POM为基体的色母粒，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1中组分及重量份含量备料；

(2)将上述组分一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌5min。

(3)将混合后组分放入往往复式单螺杆挤出机中，控制挤出机的温度为210℃，混合获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

实施例4

制造与聚甲醛基体的相容性好、颜色均匀易分散的以POM为基体的色母粒，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1中组分及重量份含量备料；

(2)将上述组分一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌2min。

(3)将混合后组分放入往往复式单螺杆挤出机中，控制挤出机的温度为190℃，混合获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

实施例5

制造与聚甲醛基体的相容性好、颜色均匀易分散的以POM为基体的色母粒，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1中组分及重量份含量备料；

(2)将上述组分一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌10min。

(3)将混合后组分放入往往复式单螺杆挤出机中，控制挤出机的温度为230℃，混合获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

实施例6

制造与聚甲醛基体的相容性好、颜色均匀易分散的以POM为基体的色母粒，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1中组分及重量份含量备料；

(2)将上述组分一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌5min。

(3)将混合后组分放入往往复式单螺杆挤出机中，控制挤出机的温度为190～220℃，混合获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

表1(单位：重量份)

将上述方式得到的色母粒颗粒与聚甲醛按照1∶50共混均匀，将共混后的粒子按照ISO标准注塑成标准样条，看其外观并测其力学性能，见表2。由表2中测试的性能可见，加入该实施例的色母粒后，聚甲醛表面性能好、折后不易分层或起皮、力学性能基本上不受影响。

表2

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种色母粒，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：

聚甲醛          30-80份，

色粉            20-70份，

分散剂          0.1-5份，

助剂            0.01-2份。

2.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述的聚甲醛为40-70份；

或所述的色粉为30-60份；

或所述的分散剂为0.5-5份；

或所述的助剂为0.02-1份。

3.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述的聚甲醛选自均聚甲醛或共聚甲醛中的一种或两种，熔融温度在190～230℃。

4.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述色粉选自钛白粉、镉黄、镉橙、镉红、氧化铁、水银红、钴紫、群青、酞青蓝、酞青绿或炭黑中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述的分散剂选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、改性聚乙烯蜡或石蜡中的一种或一种以上。

6.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述的助剂选自填充剂、抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂、偶联剂或增塑剂中的一种或一种以上。

7.根据权利要求6所述的色母粒，其特征在于：所述的填充剂选自碳酸钙、高岭土、滑石粉、云母粉、硅灰石或晶须中的一种或一种以上；

或所述的抗氧剂选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯、四[3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸二硬脂酸醇酯中的一种或一种以上；

或所述的光稳定剂选自2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔戊基苯基)-5-氯代苯并三唑、双(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍或癸二酸双(2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯)中的一种或者一种以上。

8.根据权利要求6所述的色母粒，其特征在于：所述的抗静电剂选自丙三醇单硬脂酸酯或LDN；

或所述的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、铝钛复合偶联剂或铝酸酯复合偶联剂；

或所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。

9.一种上述权利要求1-8中任一所述的色母粒的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

(1)首先将30-80重量份聚甲醛、20-70重量份色粉、0.1-5份分散剂和0.01-2份助剂一起加入高速混合机中，常温下高速搅拌2～10min；

(2)然后将混合后组分放入往复式单螺杆挤出机中，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的温度范围是170～230℃。