CN104341711A - 高流动性、高韧性聚甲醛复合材料及其制备方法 - Google Patents

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曹志奎
张广发
王彦辉
吴保章
田一政
王晓明
张�浩
韩元培
李武斌
李琦
赵志阳
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Abstract

本发明涉及一种高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，由以下重量份的原料制备而成：聚甲醛80～120、热塑性弹性体10～50、热稳定剂0.1～5、抗氧剂0～5、甲醛捕捉剂1～10、增塑剂0～10、增溶剂0～5和复合添加剂1～5。本发明解决了聚甲醛与其它聚合物和弹性体的形容性问题，极大地提高了聚甲醛的韧性，同时保持了聚甲醛的高刚性、高耐磨性等特点。

Description

高流动性、高韧性聚甲醛复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于化工产品技术领域，具体涉及一种高流动性、高韧性聚甲醛复合材料及其制备方法。 
背景技术
聚甲醛是一种综合性能优异的工程塑料，其具有高刚性、高润滑性及耐磨性能优良的特点，然而由于聚甲醛是一种无支链聚合物，结晶度高并且结晶速度快，
从而导致聚甲醛韧性较差，极大地限制了聚甲醛的应用，由于聚甲醛分子链极性弱，和大多数聚合物及弹性体形容性较差，加入后导致相面结合不好，从而导致聚甲醛流动性较差，限制了聚甲醛下游加工，因此，一种高流动性高韧性聚甲醛的制备及加工技术，具有非常大的市场价值。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，该复合材料通过改性后的聚甲醛流动性好，缺口冲击强度高，同时能够保持聚甲醛的高刚性及高耐磨性。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
    本发明提供一种高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，由以下重量份的原料制备而成：聚甲醛80～120、热塑性弹性体10～50、热稳定剂0.1～5、抗氧剂0～5、甲醛捕捉剂1～10、增塑剂0～10、增溶剂0～5和复合添加剂1～5。
所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯、TPE、SBS、SEBS、POE或聚酯酰胺。
所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、十二硫醇或二丁基锡。
所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
所述甲醛捕捉剂为聚酰胺、双氰胺或三聚氰胺。
所述增塑剂为双季戊四醇酯、硬脂酸锂、硬脂酸、聚乙烯蜡或硅酮粉。
所述增溶剂为MDI、TDI或马来酸酐接枝共聚物。
所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料的制备方法，由如下步骤组成：
  （1）混合：a.按照上述配方将聚甲醛、热塑性弹性体、热稳定剂、抗氧剂、甲醛捕捉剂、增塑剂和增溶剂加入高速混合机中混合，高速混合机转速200～700转/分钟，混合时间10～15分钟；b.将共聚甲醛与复合添加剂加入高速混合机混合，高速混合机转速100～300转/分钟，混合时间3～15分钟；
（2）双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为165～220℃，螺杆转速为40～180转/分钟，挤出造粒。
与现有技术相比：本发明的优点是：
（1）本发明解决了聚甲醛与其它聚合物和弹性体的形容性问题，极大地提高了聚甲醛的韧性。
（2）本发明在提高聚甲醛韧性的同时，保持了聚甲醛的高刚性、高耐磨性等特点。
（3）本发明保持和提高了聚甲醛的流动性，为聚甲醛的下游应用提供了方便。
（4）本发明确定了助剂母粒的生产加工方法及配方，方便了改性聚甲醛的生产。
具体实施方式
  下面结合实施例对本发明进一步的描述，但是并不限制本发明的内容。
实施例1 
  一种高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，由以下重量份的原料制备而成：聚甲醛80～120、热塑性弹性体10～50、热稳定剂0.1～5、抗氧剂0～5、甲醛捕捉剂1～10、增塑剂0～10、增溶剂0～5和复合添加剂1～5。
    高流动性、高韧性聚甲醛复合材料的制备方法，由如下步骤组成：
（1）混合：a.按照上述配方将聚甲醛、热塑性弹性体、热稳定剂、抗氧剂、甲醛捕捉剂、增塑剂和增溶剂加入高速混合机中混合，高速混合机转速200～700转/分钟，混合时间10～15分钟；b.将共聚甲醛与复合添加剂加入高速混合机混合，高速混合机转速100～300转/分钟，混合时间3～15分钟；
（2）双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为165～220℃，螺杆转速为40～180转/分钟，挤出造粒。
实施例2
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛80份、热塑性聚氨酯20份、硬脂酸钙5份、聚酰胺1份和复合添加剂母粒3份，高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例3
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛86份、热塑性聚氨酯30份、硬脂酸钙4份、聚酰胺3份和复合添加剂母粒2.6份，高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例4
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性聚氨酯50份、硬脂酸钙2份、聚酰胺6份和复合添加剂母粒2.7份，高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例5
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性聚氨酯20份、硬脂酸钙1份、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]0.2份、聚酰胺1份、硬脂酸锂1份、MDI0.5份和复合添加剂母粒2份，高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例6
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性聚氨酯40份、硬脂酸钙3份、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]0.2份、聚酰胺1份、硬脂酸锂10份、MDI5份和复合添加剂母粒2份，高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
 
实施例7
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、TPE20份、硬脂酸钡0.1份、双氰胺1份和复合添加剂母粒3份；
高速混合机转速260转/分，混合时间5分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例8
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性弹性体SBS20份、TDI0.5份、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.2份、十二硫醇0.1份、硬脂酸锂0.5份、硅酮粉0.5份、三聚氰胺1份和复合添加剂母粒5份；
高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例9
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性弹性体SBS20份、TDI0.5份、十二硫醇0.1份、硅酮粉0.5份、三聚氰胺1份和复合添加剂母粒5份；
高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例10
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性弹性体SBS20份、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.2份、十二硫醇0.1份、硅酮粉0.5份、三聚氰胺1份和复合添加剂母粒5份；
高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例11
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性弹性体SBS45份、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯4份、十二硫醇0.1份、三聚氰胺1份和复合添加剂母粒5份；
高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例12
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性弹性体SEBS20份、TDI0.5份、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2份、二丁基锡0.1份、双季戊四醇酯0.5份、硅酮粉2份、双氰胺1份和复合添加剂母粒2份；
高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
实施例13
混合：按照配比将重量份的原料加入高速混合机中混合：聚甲醛100份、热塑性弹性体POE20份、马来酸酐接枝共聚物5份、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2份、硬脂酸钙0.1份、硬脂酸0.5份、双氰胺1份和复合添加剂母粒1份；
高速混合机转速260转/分，混合时间10分钟；
双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为175℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出造粒。
其中，表1中的MC90为开封龙宇化工有限公司的现有产品，通过表1的测试结果显示：弹性体的加入能够有限提高聚甲醛的韧性，复配添加剂及相容剂的共同作用，能够有效提高聚甲醛的流动性，改善聚甲醛的下游加工性能。

Claims (8)

1.一种高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：聚甲醛80～120、热塑性弹性体10～50、热稳定剂0.1～5、抗氧剂0～5、甲醛捕捉剂1～10、增塑剂0～10、增溶剂0～5和复合添加剂1～5。
2.根据权利要求1所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，其特征在于：所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯、TPE、SBS、SEBS、POE或聚酯酰胺。
3.根据权利要求1所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、十二硫醇或二丁基锡。
4.根据权利要求1所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
5.根据权利要求1所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，其特征在于：所述甲醛捕捉剂为聚酰胺、双氰胺或三聚氰胺。
6.根据权利要求1所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，其特征在于：所述增塑剂为双季戊四醇酯、硬脂酸锂、硬脂酸、聚乙烯蜡或硅酮粉。
7.根据权利要求1所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料，其特征在于：所述增溶剂为MDI、TDI或马来酸酐接枝共聚物。
8.根据权利要求1～7任一项所述的高流动性、高韧性聚甲醛复合材料的制备方法，其特征在于由如下步骤组成：
  （1）混合：a.按照上述配方将聚甲醛、热塑性弹性体、热稳定剂、抗氧剂、甲醛捕捉剂、增塑剂和增溶剂加入高速混合机中混合，高速混合机转速200～700转/分钟，混合时间10～15分钟；b.将共聚甲醛与复合添加剂加入高速混合机混合，高速混合机转速100～300转/分钟，混合时间3～15分钟；
（2）双螺杆挤出造粒：将上述混合的物料加入双螺杆挤出机的料斗中，双螺杆挤出机的温度为165～220℃，螺杆转速为40～180转/分钟，挤出造粒。
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