CN104292551B - 改性聚甲醛复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了改性聚甲醛复合材料及其制备方法,该改性聚甲醛复合材料包括以下重量份计的原料:聚甲醛10~20份、三乙醇胺20~30份、聚丙烯酸酯30~50份、聚乙烯基吡啶20~50份、甲基丙烯酸乙酯50~80份、硅酸锌20~60份、高岭土10~20份、脱乙酰甲壳素20~30份、钼酸钙10~40份、铝粉20~80份、交联剂10~80份、改性剂40~60份。制备方法:将聚甲醛、三乙醇胺、聚丙烯酸酯搅拌均匀得到预混物;将聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酸乙酯缓缓加入预混物中,得到改性预混物;将改性预混物加入到双螺杆挤出机的主喂料斗,剩余组分通过侧喂料口加入。本发明所得改性聚甲醛复合材料的耐酸性为2.8~3.0h,耐碱性为6.9~7.1h,具有良好的耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,尤其涉及改性聚甲醛复合材料及其制备方法。
背景技术
聚甲醛(英文:polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,又称聚氧亚甲基。结构为,英文缩写为POM。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。聚甲醛是一种没有侧链,高密度,高结晶性的线性聚合物,具有优异的综合性能。聚甲醛是一种表面光滑,有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,可在-40-100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越,又有良好的耐油,耐过氧化物性能。很不耐酸,不耐强碱和不耐太阳光紫外线的辐射。聚甲醛的拉伸强度达70MPa,吸水性小,尺寸稳定,有光泽,这些性能都比尼龙好,聚甲醛为高度结晶的树脂,在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度,弯曲强度,耐疲劳性强度均高,耐磨性和电性能优良。
申请号为200610123194.X、发明名称为“聚甲醛改性料”的中国专利申请公开了一种聚甲醛改性料,其主要包括以下成分,以重量份数表示为:聚甲醛100份、聚甲醛稳定剂0.1~0.5份、抗氧剂0.4~0.8份、氧化物0.1~0.5份、紫外线吸收剂0.2~0.5份、增韧剂1.0~2.0份。采用在加工过程中添加甲醛吸收剂和聚甲醛稳定剂的方法,对聚甲醛的加工过程进行改善,使聚甲醛在加工过程中尽量减少分解,并减少刺激性气体的产生,降低对人体的伤害,而且,由于增韧剂和稳定剂的加入,使得其聚甲醛力学性能提高、熔融指数、黄色指数均变化不大,增加了聚甲醛的可加工次数,降低了生产成本。但是该材料制成的产品在酸性或碱性环境下容易被腐蚀,影响使用效果。
申请号为201410024507.0、发明名称为“超钢聚甲醛塑料”的中国专利申请公开了一种超钢聚甲醛塑料,由聚甲醛塑料及添加剂制成,所述添加剂包括抗冲击改性剂、填充剂、补强剂、晶核剂以及分散剂,所述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物,所述填充剂为硅藻土,所述补强剂为硬质炭黑,所述晶核剂为二氧化硅,所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺。超钢聚甲醛塑料通过在聚甲醛塑料中添加多种添加剂,使得制得的超钢聚甲醛塑料质量好,同时具有优异的机械强度、硬度、刚度和弹性模量,并且生产成本较低。该聚甲醛材料的机械强度虽高,但是机械性能不稳定,在酸碱环境中易被腐蚀,从而减少使用寿命。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供改性聚甲醛复合材料及其制备方法,改性聚甲醛复合材料耐腐蚀性能良好。
本发明采用以下技术方案:
改性聚甲醛复合材料,包括以下重量份计的原料:聚甲醛10~20份、三乙醇胺20~30份、聚丙烯酸酯30~50份、聚乙烯基吡啶20~50份、甲基丙烯酸乙酯50~80份、硅酸锌20~60份、高岭土10~20份、脱乙酰甲壳素20~30份、钼酸钙10~40份、铝粉20~80份、交联剂10~80份、改性剂40~60份。
作为本发明的进一步改进,包括以下重量份计的原料:聚甲醛15份、三乙醇胺25份、聚丙烯酸酯35份、聚乙烯基吡啶30份、甲基丙烯酸乙酯70份、硅酸锌40份、高岭土15份、脱乙酰甲壳素25份、钼酸钙25份、铝粉60份、交联剂50份、改性剂50份。
作为本发明的进一步改进,铝粉的粒径为5~8微米。
作为本发明的进一步改进,交联剂为硫磺或氧化钡。
作为本发明的进一步改进,改性剂是丁二烯-苯乙烯共聚物或其氢化丁二烯-苯乙烯共聚物。
改性聚甲醛复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚甲醛、三乙醇胺、聚丙烯酸酯加入到搅拌机中搅拌,待搅拌均匀后出料得到预混物;
(2)将聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酸乙酯缓缓加入预混物中,边加边搅拌,得到改性预混物;
(3)将改性预混物加入到双螺杆挤出机的主喂料斗,硅酸锌、高岭土、脱乙酰甲壳素、钼酸钙、铝粉、交联剂、改性剂通过侧喂料口加入,挤出温度为300~500℃,螺杆转速为200~300转/分钟。
作为本发明的进一步改进,步骤(1)搅拌速度为150~300转/分钟,搅拌时间为5~20min。
作为本发明的进一步改进,步骤(2)搅拌速度为500~800转/分钟,搅拌时间为1~2h。
作为本发明的进一步改进,步骤(3)挤出温度为400℃,螺杆转速为250转/分钟。
原理:脱乙酰甲壳素能够使各个成分分散均匀,在分子表层形成包覆薄膜,抵抗外界侵蚀,提高耐腐蚀性能。
技术效果
本发明的耐酸性为2.8~3.0h,耐碱性为6.9~7.1h,而不含脱乙酰甲壳素的复合材料在酸性条件下45min时就开始被腐蚀,碱性条件下1.3h开始被腐蚀,因此,本发明的复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
改性聚甲醛复合材料,包括以下重量份计的原料:聚甲醛15份、三乙醇胺25份、聚丙烯酸酯35份、聚乙烯基吡啶30份、甲基丙烯酸乙酯70份、硅酸锌40份、高岭土15份、脱乙酰甲壳素25份、钼酸钙25份、铝粉60份、交联剂50份、改性剂50份。
铝粉的粒径为5微米。
交联剂为硫磺。
改性剂是丁二烯-苯乙烯共聚物。
改性聚甲醛复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚甲醛、三乙醇胺、聚丙烯酸酯加入到搅拌机中搅拌,待搅拌均匀后出料得到预混物;
(2)将聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酸乙酯缓缓加入预混物中,边加边搅拌,得到改性预混物;
(3)将改性预混物加入到双螺杆挤出机的主喂料斗,硅酸锌、高岭土、脱乙酰甲壳素、钼酸钙、铝粉、交联剂、改性剂通过侧喂料口加入,挤出温度为300~500℃,螺杆转速为200~300转/分钟。
步骤(1)搅拌速度为150转/分钟,搅拌时间为5min。
步骤(2)搅拌速度为500转/分钟,搅拌时间为1h。
实施例2
改性聚甲醛复合材料,包括以下重量份计的原料:聚甲醛10份、三乙醇胺20份、聚丙烯酸酯30份、聚乙烯基吡啶20份、甲基丙烯酸乙酯50份、硅酸锌20份、高岭土10份、脱乙酰甲壳素20份、钼酸钙10份、铝粉20份、交联剂10份、改性剂40份。
铝粉的粒径为8微米。
交联剂为氧化钡。
改性剂是丁二烯-苯乙烯共聚物。
改性聚甲醛复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚甲醛、三乙醇胺、聚丙烯酸酯加入到搅拌机中搅拌,待搅拌均匀后出料得到预混物;
(2)将聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酸乙酯缓缓加入预混物中,边加边搅拌,得到改性预混物;
(3)将改性预混物加入到双螺杆挤出机的主喂料斗,硅酸锌、高岭土、脱乙酰甲壳素、钼酸钙、铝粉、交联剂、改性剂通过侧喂料口加入,挤出温度为300℃,螺杆转速为200转/分钟。
步骤(1)搅拌速度为300转/分钟,搅拌时间为20min。
步骤(2)搅拌速度为800转/分钟,搅拌时间为2h。
实施例3
改性聚甲醛复合材料,包括以下重量份计的原料:聚甲醛20份、三乙醇胺30份、聚丙烯酸酯50份、聚乙烯基吡啶50份、甲基丙烯酸乙酯80份、硅酸锌60份、高岭土20份、脱乙酰甲壳素30份、钼酸钙40份、铝粉80份、交联剂80份、改性剂60份。
铝粉的粒径为6微米。
交联剂为氧化钡。
改性剂是丁二烯-苯乙烯共聚物6。
改性聚甲醛复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚甲醛、三乙醇胺、聚丙烯酸酯加入到搅拌机中搅拌,待搅拌均匀后出料得到预混物;
(2)将聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酸乙酯缓缓加入预混物中,边加边搅拌,得到改性预混物;
(3)将改性预混物加入到双螺杆挤出机的主喂料斗,硅酸锌、高岭土、脱乙酰甲壳素、钼酸钙、铝粉、交联剂、改性剂通过侧喂料口加入,挤出温度为400℃,螺杆转速为250转/分钟。
步骤(1)搅拌速度为300转/分钟,搅拌时间为20min。
步骤(2)搅拌速度为800转/分钟,搅拌时间为2h。
实施例4
改性聚甲醛复合材料,包括以下重量份计的原料:聚甲醛12份、三乙醇胺22份、聚丙烯酸酯32份、聚乙烯基吡啶22份、甲基丙烯酸乙酯55份、硅酸锌25份、高岭土12份、脱乙酰甲壳素22份、钼酸钙12份、铝粉25份、交联剂15份、改性剂45份。
铝粉的粒径为6微米。
交联剂为硫磺。
改性剂是丁二烯-苯乙烯共聚物。
改性聚甲醛复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚甲醛、三乙醇胺、聚丙烯酸酯加入到搅拌机中搅拌,待搅拌均匀后出料得到预混物;
(2)将聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酸乙酯缓缓加入预混物中,边加边搅拌,得到改性预混物;
(3)将改性预混物加入到双螺杆挤出机的主喂料斗,硅酸锌、高岭土、脱乙酰甲壳素、钼酸钙、铝粉、交联剂、改性剂通过侧喂料口加入,挤出温度为400℃,螺杆转速为250转/分钟。
步骤(1)搅拌速度为180转/分钟,搅拌时间为15min。
步骤(2)搅拌速度为580转/分钟,搅拌时间为1.5h。
对比例
与实施例1相同,不同的是:不含脱乙酰甲壳素。
性能测试
对实施例1~3和对比例进行性能测试,结果见表1。
配置质量分数为5%的NaOH和HCl溶液,取材料浸泡在其中,并静置观察:多长时间以后产品出现腐蚀现象。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 | |
耐酸性 | 3.0h | 2.8h | 2.9h | 2.8h | 45min |
耐碱性 | 6.9h | 6.9h | 7.1h | 7.0h | 1.3h |
结论:根据表1可知,本发明的耐酸性为2.8~3.0h,耐碱性为6.9~7.1h,而不含脱乙酰甲壳素的复合材料在酸性条件下45min时就开始被腐蚀,碱性条件下1.3h开始被腐蚀,说明本发明的复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
Claims (8)
1.改性聚甲醛复合材料,其特征在于,包括以下重量份计的原料:聚甲醛10~20份、三乙醇胺20~30份、聚丙烯酸酯30~50份、聚乙烯基吡啶20~50份、甲基丙烯酸乙酯50~80份、硅酸锌20~60份、高岭土10~20份、脱乙酰甲壳素20~30份、钼酸钙10~40份、铝粉20~80份、交联剂10~80份、改性剂40~60份;改性剂是丁二烯-苯乙烯共聚物。
2.根据权利要求1所述的改性聚甲醛复合材料,其特征在于:包括以下重量份计的原料:聚甲醛15份、三乙醇胺25份、聚丙烯酸酯35份、聚乙烯基吡啶30份、甲基丙烯酸乙酯70份、硅酸锌40份、高岭土15份、脱乙酰甲壳素25份、钼酸钙25份、铝粉60份、交联剂50份、改性剂50份。
3.根据权利要求1所述的改性聚甲醛复合材料,其特征在于:铝粉的粒径为5~8微米。
4.根据权利要求1所述的改性聚甲醛复合材料,其特征在于:交联剂为硫磺或氧化钡。
5.权利要求1所述的改性聚甲醛复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将聚甲醛、三乙醇胺、聚丙烯酸酯加入到搅拌机中搅拌,待搅拌均匀后出料得到预混物;
(2)将聚乙烯基吡啶、甲基丙烯酸乙酯缓缓加入预混物中,边加边搅拌,得到改性预混物;
(3)将改性预混物加入到双螺杆挤出机的主喂料斗,硅酸锌、高岭土、脱乙酰甲壳素、钼酸钙、铝粉、交联剂、改性剂通过侧喂料口加入,挤出温度为300~500℃,螺杆转速为200~300转/分钟。
6.根据权利要求5所述的改性聚甲醛复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)搅拌速度为150~300转/分钟,搅拌时间为5~20min。
7.根据权利要求5所述的改性聚甲醛复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)搅拌速度为500~800转/分钟,搅拌时间为1~2h。
8.根据权利要求5所述的改性聚甲醛复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)挤出温度为400℃,螺杆转速为250转/分钟。
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