CN105237944B - 一种用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛及其制备方法，涉及一种塑胶材料及其制备方法，本发明将回收聚甲醛在80℃条件下鼓风干燥6～8小时；按重量配比称取干燥好的回收聚甲醛、交联母料、无机填料投入到高混机中混合4～6min，采用双螺杆挤出机于220℃－280℃下挤出造粒即得产品。传统回收方法通过增加弹性体增韧剂进行增韧，通常会导致聚甲醛回料的拉伸性能下降，从而影响整体的力学性能；本发明的技术方案能同时实现增强、增韧回收聚甲醛的效果，而且同质异构交联法的引入可以使回收聚甲醛的再生过程中无需加入相容剂也可以使再生聚甲醛的韧性和强度很好，极具市场推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑胶材料及其制备方法，特别是涉及一种用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛及其制备方法。
背景技术
聚甲醛(英文：polyformaldehyde)又名缩醛树脂，通过甲醛聚合所得之聚合物，聚合度不高，且易受热解聚。它是继聚酰胺之后又一种综合性能优良的工程塑料，具有高的力学性能，如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性，还具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性，是五大通用工程塑料之一。
其分子链中化学结构的不同，可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。两者的重要区别是：均聚甲醛密度、结晶度、熔点都高，但热稳定性差，加工温度范围窄（约10℃），对酸碱稳定性略低；而共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低，但热稳定性好，不易分解，加工温度范围宽（约50℃）,对酸碱稳定性较好。
其有良好的物理、机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能，为第三大通用塑料。 适于制作减磨耐磨零件，传动零件,以及化工，仪表等零件。聚甲醛分子链的柔顺性大，链的结构规整性高，因而结晶度高，结晶能力强。均聚甲醛的结晶度为75%-85%，共聚甲醛为70%-75 %，即使快速淬火，结晶度也能达到65%以上。完全非晶态的聚甲醛只有在-100℃时才能得到。高密度和高结晶度是聚甲醛具有优良性能的主要原因，如硬度大和模量高，尺寸稳定性好，耐疲劳性突出，不易被化学介质腐蚀等。
近年来，随着工业发展的需求，人们对聚甲醛的改性研究也越发的关注。聚甲醛(POM)以低于其他许多工程塑料的成本，正在替代一些传统上被金属所占领的市场，如替代锌、黄铜、铝和钢制作许多部件，自问世以来，POM已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用，如医疗技术、运动器械等方面,POM也表现出较好的增长态势。但其受强酸腐蚀，耐侯性差，粘合性差，热分解与软化温度接近，限氧指数小，因此需对其进行改性研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛及其制备方法，本发明在增韧的同时实现增强的效果，解决因使用弹性体增韧导致拉伸强度下降的问题，而且同质异构交联法的引入可以使回收聚甲醛的再生过程中无需加入相容剂也可以使再生聚甲醛具有较好的整体力学性能 ，从而可以再次使用，极具市场推广价值。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，按质量重量份计，包括有：回收聚甲醛60 ～80份；增韧剂10 ～30份；交联母料 10 ～30份；无机填料 5 ～10份。
所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，所述增韧剂为 POM/POE、POM/EVA中的至少一种。
所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，所述的交联母料是由A料B料和产水剂组成：
A料成份: 聚甲醛树脂
硅烷交联剂（乙烯基三甲氧基硅烷）
引发剂（过氧化二异丙苯(DCP)）
B料成份： 聚甲醛树脂
催化剂（二月桂酸二丁基锡）
抗氧剂（抗氧剂1010）
产水剂成份：酸和金属氧化物。
所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于：所述产水剂中的酸为硬脂酸、无机酸中的至少一种。
所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于：所述产水剂中的金属氧化物为氧化锌、氧化锡中的至少一种。
所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于：所述填料为碳酸钙、滑石粉中的至少一种。
用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛制备方法，所述方法包括以下制备步骤：
A、按质量分数称取95份A料，4.5份B料混合后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后再与0.5份产水剂（硬脂酸和氧化锌1:1的混合物）混合均匀放入双螺杆挤出机挤出造粒形成交联母料；
B、按重量配比将交联母料、回收聚甲醛、无机填料投入到高速混合机中高速混合4～6 分钟，使其均匀混合；
C、将上述高速混合机中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机料斗中进行熔融混炼、挤出造粒得到再生聚甲醛。
所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛制备方法，所述双螺杆挤出机的螺杆温度控制在220℃－280℃之间。
本发明的优点与效果是：
本发明通过同质异构交联法技术，可以在增韧的同时实现增强的效果，解决因使用弹性体增韧导致拉伸强度下降的问题，而且同质异构交联法的引入可以使回收聚甲醛的再生过程中无需加入相容剂也可以使再生聚甲醛具有较好的整体力学性能 ，从而可以再次使用，极具市场推广价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1-3，各实施例中各组份的重量分配比如表1 所示。把各组份按配比称取，于高速搅拌机中混合5 分钟，出料，将混合料的原料置于双螺杆挤出机中造料，挤出机的温度在220℃-280℃，转速150r/min。制备样条，按相应的标准测试（见表2）性能结果见表3。
表1 ：实施例1-3 以及对比例1的配方组成(份）
表2 ：力学性能测试标准
| 测试项目 | 测试标准 |
| 拉伸强度 MPa | GB/T 1040.1-2006 |
| 断裂伸长率 % | GB/T 1040.1-2006 |
| 弯曲强度 MPa | ASTM D-790 |
| 弯曲模量 MPa | ASTM D-790 |
| 缺口冲击强KJ/m2 | GB/T 1043-93 |
表3 ：实施例1 －3 中再生聚甲醛的力学性能测试
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 拉伸强度 MPa | 60 | 65 | 60 | 70 |
| 断裂伸长率 % | 9% | 11% | 13% | 15% |
| 弯曲强度 MPa | 80 | 85 | 90 | 85 |
| 弯曲模量 MPa | 2500 | 2400 | 2700 | 2600 |
| 缺口冲击强KJ/m2 | 3 | 4 | 5 | 7 |
从表3 实施例1-3 以及对比例1的力学性能测试结果，我们可知：在单纯使用增韧剂的时候，提高回收聚甲醛冲击性能的同时会降低材料的拉伸性能；采用同质异构交联法后，用交联母料提高回收聚甲醛冲击性能的同时也可以提高回收聚甲醛的拉伸性能；而且同质异构交联法的引入可以使回收聚甲醛的再生过程中无需加入相容剂也可以使再生聚甲醛的韧性和强度很好；同质异构交联法对回收聚甲醛的弯曲强度和弯曲模量基本没有影响。
Claims (7)
1.用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于，按质量重量份计，包括有：回收聚甲醛 60 ～80份；增韧剂 10 ～30份；交联母料 10 ～30份；无机填料 5～10份；
所述的交联母料是由A料B料和产水剂组成：
A料成份: 聚甲醛树脂
硅烷交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷
引发剂为过氧化二异丙苯DCP
B料成份： 聚甲醛树脂
催化剂为二月桂酸二丁基锡
抗氧剂为抗氧剂1010
产水剂成份：酸和金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于：所述增韧剂为 POM/POE、POM/EVA中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于：所述产水剂中的酸为硬脂酸、无机酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于：所述产水剂中的金属氧化物为氧化锌、氧化锡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙、滑石粉中的至少一种。
6.用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备步骤：
A、按质量份数称取95份A料，4.5份B料混合后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后再与0.5份产水剂混合均匀放入双螺杆挤出机挤出造粒形成交联母料；
B、按重量配比将交联母料、回收聚甲醛、无机填料投入到高速混合机中高速混合4 ～6 分钟，使其均匀混合；所述的产水剂为硬脂酸和氧化锌1:1的混合物；
C、将上述高速混合机中混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机料斗中进行熔融混炼、挤出造粒得到再生聚甲醛；
所述A料成份: 聚甲醛树脂
硅烷交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷
引发剂为过氧化二异丙苯DCP
B料成份： 聚甲醛树脂
催化剂为二月桂酸二丁基锡
抗氧剂为抗氧剂1010。
7.根据权利要求6所述的用同质异构交联法增强增韧回收聚甲醛制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆温度控制在220℃－280℃之间。
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