CN105860422A - 一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，所述的复合材料由聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌复合制备而成，所述的制备方法包括如下步骤：a）制取改性纳米氧化锌，b）熔融共混制取母料，c）挤出注射工艺制取复合材料。本发明揭示了一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，该复合材料采用机械共混法和改性技术进行制备，极大地提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击韧性。

Description

一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料，具体涉及一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，属于塑料技术领域。
背景技术
塑料是一种非常重要的有机合成高分子材料，应用非常广泛。塑料是由许多材料配制而成的，其中高分子聚合物也称合成树脂是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在高分子化合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂、抗静电剂等，才能成为性能良好的塑料。我国是个塑料原料生产大国，作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，一直以来都保持了较快的发展速度，同时，经济效益也取得了很大的提高。
聚甲醛材料是一种综合性能较好的工程塑料，在很多行业有着广泛的应用。聚甲醛材料在成型加工时易结晶，并且结晶度高、结晶速度快，形成了较大的放射性球晶，导致材料冲击韧性低、缺口敏感性大，在一定程度上限制了其应用。因此，通过加入合适的填料来开发一种新型聚甲醛材料，以实现材料的增韧增强效果，显得非常必要。
发明内容
针对上述需求，本发明提供了一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，该复合材料采用机械共混法和改性技术进行制备，极大地提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击韧性。
本发明是一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，所述的复合材料由聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌复合制备而成，所述的制备方法包括如下步骤：a）制取改性纳米氧化锌，b）熔融共混制取母料，c）挤出注射工艺制取复合材料。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤 a）中，制取改性纳米氧化锌包括如下步骤：1）将纳米氧化锌溶于钛酸酯偶联剂水溶液中，在60℃下反应45min；2）经抽滤、烘干、研磨得到改性纳米氧化锌粉末。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤 b）中，熔融共混制取母料是将聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌按一定配比放在转速为30r/min的塑化机中，于180℃下混炼10min得到母料。
在本发明一较佳实施例中，所述的聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌的质量百分比为：聚甲醛87.3%，热塑性聚氨酯9.7%，改性纳米氧化锌3%。
在本发明一较佳实施例中，所述的聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌的质量百分比为：聚甲醛85.5%，热塑性聚氨酯9.5%，改性纳米氧化锌5%。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c）中，挤出注射工艺制取复合材料包括如下步骤：1）将母料、聚甲醛和热塑性聚氨酯按一定配比和挤出工艺条件通过单螺杆挤出机熔融挤出、造粒；2）采用注射机于190℃下注射成型得到复合材料
在本发明一较佳实施例中，所述的母料、聚甲醛和热塑性聚氨酯的质量百分比为：母料50%，聚甲醛45%，热塑性聚氨酯5%。
在本发明一较佳实施例中，所述的挤出工艺条件为：挤出机转速30r/min，挤出机各段温度为170℃、185℃、190℃、185℃。
本发明揭示了一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，该复合材料采用机械共混法和改性技术进行制备，极大地提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击韧性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例高性能聚甲醛复合材料制备方法的工序步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1是本发明实施例高性能聚甲醛复合材料制备方法的工序步骤图；该复合材料由聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌复合制备而成，所述的制备方法包括如下步骤：a）制取改性纳米氧化锌，b）熔融共混制取母料，c）挤出注射工艺制取复合材料。
本发明提及的高性能聚甲醛复合材料以工程塑料聚甲醛为基体，通过填入热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌，实现了较好的增韧增强效果。其中，热塑性聚氨酯的加入可显著提高聚甲醛材料的冲击韧性；改性纳米氧化锌由纳米氧化锌经钛酸酯偶联剂表面改性制备而成，该改性纳米氧化锌能够在复合体系中起到一定的异相成核作用，使得聚甲醛球晶细化，同时促进了聚甲醛的结晶，进而有效提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度等综合力学性能。
实施例1
具体制备方法如下：
a）制取改性纳米氧化锌，首先将纳米氧化锌溶于钛酸酯偶联剂水溶液中，在60℃下反应45min；然后经抽滤、烘干、研磨得到改性纳米氧化锌粉末。
b）熔融共混制取母料，具体制备过程为：首先按质量百分比计称取87.3%的聚甲醛、9.7%的热塑性聚氨酯，3%的改性纳米氧化锌；然后将上述原料放在转速为30r/min的塑化机中，于180℃下混炼10min，制得母料。
c）挤出注射工艺制取复合材料，具体制备过程为：首先按质量百分比计称取50%的母料、45%的聚甲醛、5%的热塑性聚氨酯；然后将上述原料按挤出工艺条件通过单螺杆挤出机熔融挤出、造粒，其中，挤出工艺条件为：挤出机转速30r/min，挤出机各段温度从加料口至机头依次为170℃、185℃、190℃、185℃；最后采用注射机于190℃下注射成型，即可得到综合性能优异的复合材料。
实施例2
具体制备方法如下：
a）制取改性纳米氧化锌，首先将纳米氧化锌溶于钛酸酯偶联剂水溶液中，在60℃下反应45min；然后经抽滤、烘干、研磨得到改性纳米氧化锌粉末。
b）熔融共混制取母料，具体制备过程为：首先按质量百分比计称取85.5%的聚甲醛、9.5%的热塑性聚氨酯，5%的改性纳米氧化锌；然后将上述原料放在转速为30r/min的塑化机中，于180℃下混炼10min，制得母料。
c）挤出注射工艺制取复合材料，具体制备过程为：首先按质量百分比计称取50%的母料、45%的聚甲醛、5%的热塑性聚氨酯；然后将上述原料按挤出工艺条件通过单螺杆挤出机熔融挤出、造粒，其中，挤出工艺条件为：挤出机转速30r/min，挤出机各段温度从加料口至机头依次为170℃、185℃、190℃、185℃；最后采用注射机于190℃下注射成型，即可得到综合性能优异的复合材料。
本发明揭示了一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，该复合材料采用机械共混法和改性技术进行制备，极大地提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击韧性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的复合材料由聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌复合制备而成，所述的制备方法包括如下步骤：a）制取改性纳米氧化锌，b）熔融共混制取母料，c）挤出注射工艺制取复合材料。
2.根据权利要求1所述的高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤 a）中，制取改性纳米氧化锌包括如下步骤：1）将纳米氧化锌溶于钛酸酯偶联剂水溶液中，在60℃下反应45min；2）经抽滤、烘干、研磨得到改性纳米氧化锌粉末。
3.根据权利要求1所述的高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤 b）中，熔融共混制取母料是将聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌按一定配比放在转速为30r/min的塑化机中，于180℃下混炼10min得到母料。
4.根据权利要求3所述的高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌的质量百分比为：聚甲醛87.3%，热塑性聚氨酯9.7%，改性纳米氧化锌3%。
5.根据权利要求3所述的高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的聚甲醛、热塑性聚氨酯和改性纳米氧化锌的质量百分比为：聚甲醛85.5%，热塑性聚氨酯9.5%，改性纳米氧化锌5%。
6.根据权利要求1所述的高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤c）中，挤出注射工艺制取复合材料包括如下步骤：1）将母料、聚甲醛和热塑性聚氨酯按一定配比和挤出工艺条件通过单螺杆挤出机熔融挤出、造粒；2）采用注射机于190℃下注射成型得到复合材料。
7.根据权利要求6所述的高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的母料、聚甲醛和热塑性聚氨酯的质量百分比为：母料50%，聚甲醛45%，热塑性聚氨酯5%。
8.根据权利要求6所述的高性能聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的挤出工艺条件为：挤出机转速30r/min，挤出机各段温度为170℃、185℃、190℃、185℃。
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