CN105504664A - 改善pom拉伸断裂韧性和可塑性的pom复合物及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物包括重量百分比为8.8~98.8%的POM、重量百分比为0~90.0%的PPC、重量百分比为0.01~0.1%的主抗氧剂、重量百分比为0.01~0.1%的辅助抗氧剂、重量百分比为0.1~5%的润滑剂和重量百分比为0.1~1%的热稳定剂。本发明还提供一种POM复合物的制备方法,该方法是一种通过熔融共混法,制备方法过程简单,生产工艺及条件易于控制。本发明所述的POM复合物,其结晶温度由初始的144.6℃下降到123.8℃,复合物断裂伸长率从67.8%提高到569.2%。这些指标的变化很大程度上拓宽了POM作为工程塑料的应用范围,使POM的商业应用价值提高,而且符合环保要求,应用前景广阔。
Description
技术领域:
本发明涉及POM复合物及其制备技术领域,特别涉及一种改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物及制备方法。
背景技术:
聚甲醛(POM),其结构式为:是一种用途广泛的热塑性工程塑料,具有优异的综合性能。POM是一种没有侧链,高密度,高结晶性的线性聚醚型高聚物,该材料具有类似金属的强度、硬度、具有优异的耐油性和耐磨性,可在-40℃~100℃温度范围内长期使用等优点,POM被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。还在很多新领域应用,如医疗技术、运动器械等方面。
然而,POM分子链规整性高,没有侧链,极易结晶从而导致POM在加工过程中存在断裂韧性差及可塑性差等缺点,影响了POM作为工程塑料的推广及应用。
发明内容:
有鉴于此,有必要提供一种改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物。本发明通过熔融挤出的方法,在POM基体中添加PPC制备POM组合物来改善POM的拉伸断裂韧性和可塑性。
还有必要提供一种POM复合物的制备方法。
一种改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物,包括以下原料及原料的重量百分比:
作为一种优选方案,所述主抗氧剂为主抗氧剂1010,其化学名称为四[β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,分子式为C73H108O12;辅助抗氧剂为辅抗氧剂168,其化学名称为三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,化学式为C42H63O3P,或辅助抗氧剂为辅抗氧剂627,其化学名称为双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,分子式为C33H50O6P2。
作为一种优选方案,所述润滑剂为脂肪酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钡、聚乙烯蜡中的一种或几种;所述热稳定剂为双氰胺。
一种POM复合物的制备方法,该方法的工艺步骤和条件如下:
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168或627、润滑剂及热稳定剂在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,将PPC粒料在35℃下的真空干燥箱中干燥20h;
为保证添加的PPC及助剂在POM中均匀分散,将干燥好的POM粒料和PPC粒料上面滴加液体石蜡,然后将0.01~0.1%的主抗氧剂1010、0.01~0.1%的辅助抗氧剂168或627、0.1~5%的润滑剂和0.1~1%的热稳定剂投入到POM及PPC粒料中,并混合搅拌5分钟,使主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168或627、润滑剂和热稳定剂为粉末状助剂均匀粘到固体POM粒料和PPC粒料表面,形成混合物料;
最后将混合物料投入到双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒,然后再一次将切好的粒料放入注塑机进行标准样条的制备。
上述POM复合物的制备方法中,采用双螺杆挤出机制得,温度范围为175℃~190℃。
上述POM复合物的制备方法中,双螺杆挤出机的挤出螺杆转速100r/min,喂料速率为6r/min。
上述POM复合物的制备方法中,标准样条制备所用的注塑机采用注塑头温度185℃,模具温度35℃。
采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果:
1)本发明所述的POM复合物,其结晶温度由初始的144.6℃下降到123.8℃,组合物断裂伸长率从67.8%提高到569.2%。这些指标的变化很大程度上拓宽了POM作为工程塑料的应用范围,使POM的商业应用价值提高,而且符合环保要求,应用前景广阔。
2)本发明是通过熔融共混法,制备方法过程简单,生产工艺及条件易于控制。
3)本发明的原料种类少,来源丰富,价格便宜,因此可进一步降低生产成本。
附图说明:
图1是由本发明实施例1~5中POM/PPC组合物的断裂伸长率对PPC含量的折线图。
具体实施方式:
下面结合具体实施方式,进一步说明本发明。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,本领域的普通技术人员根据上述本发明的构思出发,不经过创造性的劳动,根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,均落在本发明的保护范围之内。
对比例一
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂627、润滑剂聚乙烯蜡及热稳定剂双氰胺在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,为了使POM粒料与少量的粉末助剂混合均匀,将质量百分比为98.8%干燥好的POM粒料上面滴加数滴液体石蜡,然后将0.04%主抗氧剂1010、0.06%g辅助抗氧剂627、1%润滑剂聚乙烯蜡和0.1%热稳定剂双氰胺,投入到POM基体中,搅拌5分钟,使助剂均匀地粘到POM基体的表面,然后将其投入到大型双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒以备用。挤出机各段温度设置为:一区至十区温度分别为175℃,180℃,185℃,185℃,185℃,185℃,185℃,185℃,185℃,180℃,机头温度为185℃。将切好的粒料在注塑机上注塑成标准样条进行拉伸力学性能测试。注塑机温度设置为:注塑头温度185℃,模具温度35℃。
纯POM经测试其断裂伸长率经测试为67.8%。
实施例一
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂627、润滑剂聚乙烯蜡及热稳定剂双氰胺在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,将PPC粒料在35℃下的真空干燥箱中干燥20h。为了使POM及PPC粒料与少量的粉末助剂混合均匀,将质量百分比为78.8%干燥好的POM及20%干燥好的PPC粒料上面滴加数滴液体石蜡,然后将0.04%主抗氧剂1010、0.06%辅助抗氧剂627、1%润滑剂聚乙烯蜡和0.1%热稳定剂双氰胺,投入到POM与PPC粒料中,搅拌5分钟,使助剂均匀地粘到粒料的表面,然后投入到大型双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒以备用。挤出机各段温度设置为:一区至十区温度分别为175,180,185,185,185,185,185,185,185,180℃,机头温度为185℃。将切好的粒料在注塑机上注塑成标准样条进行拉伸力学性能测试。注塑机温度设置为:注塑头温度185℃,模具温度35℃。
该POM组合物经测试其断裂伸长率为71.2%。
实施例二
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂627、润滑剂聚乙烯蜡及热稳定剂双氰胺在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,将PPC粒料在35℃下的真空干燥箱中干燥20h。为了使POM及PPC粒料与少量的粉末助剂混合均匀,将质量百分比为48.8%干燥好的POM及50%干燥好的PPC粒料上面滴加数滴液体石蜡,然后将0.04%主抗氧剂1010、0.06%辅助抗氧剂627、1%润滑剂聚乙烯蜡和0.1%热稳定剂双氰胺,投入到POM与PPC粒料中,搅拌5分钟,使助剂均匀地粘到粒料的表面,然后投入到大型双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒以备用。挤出机各段温度设置为:一区至十区温度分别为175,180,185,185,185,185,185,185,185,180℃,机头温度为185℃。将切好的粒料在注塑机上注塑成标准样条进行拉伸力学性能测试。注塑机温度设置为:注塑头温度185℃,模具温度35℃。
该POM组合物经测试其断裂伸长率经测试为569.2%。
实施例三
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂627、润滑剂聚乙烯蜡及热稳定剂双氰胺在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,将PPC粒料在35℃下的真空干燥箱中干燥20h。为了使POM及PPC粒料与少量的粉末助剂混合均匀,将质量百分比为28.8%干燥好的POM及70%干燥好的PPC粒料上面滴加数滴液体石蜡,然后将0.04%主抗氧剂1010、0.06%辅助抗氧剂627、1%润滑剂聚乙烯蜡和0.1%热稳定剂双氰胺,投入到POM与PPC粒料中,搅拌5分钟,使助剂均匀地粘到粒料的表面,然后投入到大型双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒以备用。挤出机各段温度设置为:一区至十区温度分别为175,180,185,185,185,185,185,185,185,180℃,机头温度为185℃。将切好的粒料在注塑机上注塑成标准样条进行拉伸力学性能测试。注塑机温度设置为:注塑头温度185℃,模具温度35℃。
该POM组合物经测试其断裂伸长率经测试为487.3%。
实施例四
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂627、润滑剂聚乙烯蜡及热稳定剂双氰胺在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,将PPC粒料在35℃下的真空干燥箱中干燥20h。为了使POM及PPC粒料与少量的粉末助剂混合均匀,将质量百分比为18.8%干燥好的POM及80%干燥好的PPC粒料上面滴加数滴液体石蜡,然后将0.04%主抗氧剂1010、0.06%辅助抗氧剂627、1%润滑剂聚乙烯蜡和0.1%热稳定剂双氰胺,投入到POM与PPC粒料中,搅拌5分钟,使助剂均匀地粘到粒料的表面,然后投入到大型双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒以备用。挤出机各段温度设置为:一区至十区温度分别为175,180,185,185,185,185,185,185,185,180℃,机头温度为185℃。将切好的粒料在注塑机上注塑成标准样条进行拉伸力学性能测试。注塑机温度设置为:注塑头温度185℃,模具温度35℃。
该POM组合物经测试其断裂伸长率经测试为391.6%。
实施例五
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂627、润滑剂聚乙烯蜡及热稳定剂双氰胺在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,将PPC粒料在35℃下的真空干燥箱中干燥20h。为了使POM及PPC粒料与少量的粉末助剂混合均匀,将质量百分比为8.8%干燥好的POM及90%干燥好的PPC粒料上面滴加数滴液体石蜡,然后将0.04%主抗氧剂1010、0.06%辅助抗氧剂627、1%润滑剂聚乙烯蜡和0.1%热稳定剂双氰胺,投入到POM与PPC粒料中,搅拌5分钟,使助剂均匀地粘到粒料的表面,然后投入到大型双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒以备用。挤出机各段温度设置为:一区至十区温度分别为175,180,185,185,185,185,185,185,185,180℃,机头温度为185℃。将切好的粒料在注塑机上注塑成标准样条进行拉伸力学性能测试。注塑机温度设置为:注塑头温度185℃,模具温度35℃。
该POM组合物经测试其断裂伸长率经测试为490.1%。
附图1是由本发明实施例中POM/PPC组合物的断裂伸长率对PPC含量的折线图。图中表明组合物的断裂伸长率随PPC含量的增加而提高,当PPC含量为50wt%时,组合物的断裂伸长率是纯POM的8.4倍左右。组合物断裂伸长率大幅度提高,表明材料的断裂韧性和可塑性得到了改善,在很大程度上扩大了POM在生产中应用。
Claims (7)
1.一种改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物,其特征在于:改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物包括以下原料及原料的重量百分比:
2.如权利要求1所述的改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物,其特征在于:所述主抗氧剂为主抗氧剂1010,其化学名称为四[β-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,分子式为C73H108O12;辅助抗氧剂为辅抗氧剂168,其化学名称为三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,化学式为C42H63O3P,或辅助抗氧剂为辅抗氧剂627,其化学名称为双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,分子式为C33H50O6P2。
3.如权利要求1或2所述的改善POM拉伸断裂韧性和可塑性的POM复合物,其特征在于:所述润滑剂为脂肪酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钡、聚乙烯蜡中的一种或几种;所述热稳定剂为双氰胺。
4.一种POM复合物的制备方法,其特征在于:POM复合物的制备方法的工艺步骤和条件如下:
将POM粒料、主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168或627、润滑剂及热稳定剂在60℃下的真空干燥箱中干燥10h,将PPC粒料在35℃下的真空干燥箱中干燥20h;将干燥好的POM粒料和PPC粒料上面滴加液体石蜡,然后将0.01~0.1%的主抗氧剂1010、0.01~0.1%的辅助抗氧剂168或627、0.1~5%的润滑剂和0.1~1%的热稳定剂投入到POM及PPC粒料中,并混合搅拌5分钟,使粉末状的主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168或627、润滑剂和热稳定剂助剂均匀粘到固体POM粒料和PPC粒料表面,形成混合物料;接着将混合物料投入到大型双螺杆挤出机中,经熔融挤出、风冷,最后切粒,然后再一次将切好的粒料放注塑机进行标准样条的制备。
5.如权利要求4所述的POM复合物的制备方法,其特征在于:上述POM复合物的制备方法中,采用双螺杆挤出机制得,温度范围为175℃~190℃。
6.如权利要求4或5所述的POM复合物的制备方法,其特征在于:上述POM复合物的制备方法中,双螺杆挤出机的挤出螺杆转速100r/min,喂料速率为6r/min。
7.如权利要求6所述的POM复合物的制备方法,其特征在于:上述POM复合物的制备方法中,标准样条制备所用的注塑机采用注塑头温度185℃,模具温度35℃。
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