CN107099115B - 一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明共来了一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,该制备方法将具有光稳定性的4‑羟基‑2,2,6,6‑四甲基哌啶‑1‑氧自由基(TEMPO)作为氢键给体与氢键受体制备具有抗静电作用的光稳定性低共熔试剂后将其与抗静电剂、聚甲醛混均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到抗静电母粒。然后将抗静电母粒、热稳定剂、抗氧剂、纯聚甲醛混合均匀后,再在双螺杆挤出机中挤出造粒,干燥后注塑得到具有光稳定性抗静电聚甲醛材料。将本专利发明的稳定性抗静电聚甲醛材料用于电子行业中,能显著的增加材料的抗静电性能以及光稳定性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚甲醛材料的制备,特别是一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备。该光稳定性抗静电聚甲醛材料适用于电子电器、日用消费品、机械工业等领域。
背景技术
POM(聚甲醛)为线性结晶型聚合物,分子链结构规整、内聚能密度大、结晶度高、力学性能优异,具有较高的弹性模量、很高的刚度和硬度、拉伸强度、弯曲强度,耐蠕变性和耐疲劳性能优良,比强度和比刚性接近于金属,是工程塑料中力学性能最接近金属的材料,有金属塑料之称。POM以其优异的性能在汽车、电子电器、日用消费品、机械工业等领域获得了广泛运用,迅速发展成为五大工程塑料之一。
但是POM热稳定性差、耐候性不理想,长期暴露在日光或短期置于强荧光下,由于吸收了紫外光能量,引发了自动氧化反应,导致了塑料的主要组分聚合物的降解,使得制品变色、发脆、性能下降,以致无法再用。因此防护聚合物.抵御光老化.延长其使用寿命.是十分重要的问题。防止高分子材料光老化的方法有多种.其中添加光稳定剂是最方便且有效的方法之一。
在众多的光稳定剂中,受阻胺类在光稳定剂中是开发最晚(20世纪70年代才开始),但发展最快的一类。目前,在国内外均是使用量最大的光稳定剂。在传统的抗静电光稳定材料的制备中,光稳定剂与抗静电剂加入降低了塑料了可加工性,因此寻求降低光稳定剂与抗静电剂加入量同时保证塑料高效的抗静电抗光稳定材料具有重要的意义。
发明内容
本发明主要是为了提高聚甲醛材料的抗静电以及光稳定性,解决光稳定剂与抗静电剂加入降低了塑料了可加工性等缺陷,从而提供了一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法。
本发明所采用的技术方案是一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述的制备包括如下步骤:(1)将4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)作为氢键受体,将尿素、甘油、乙二醇中的一种作为氢键给体,将氢键受体与氢键给体以及少量水按1:2:3的摩尔比混合后,于80℃油浴下加热,直到形成均一,透明的具有抗静电作用的光稳定性低共熔熔试剂
(2)将抗静电作用的光稳定性低共熔试剂、抗静电剂以及聚甲醛按一定质量比共混均匀后, 在双螺杆挤出机中挤出造粒得到抗静电母粒,将所得抗静电母粒在75-95℃条件下真空干燥4h备用;
(3)将制备的抗静电母粒、热稳定剂以抗氧剂按一定配比与纯聚甲醛混合均匀后,在双螺杆挤出机中挤出造粒,将颗粒充分干燥后经注塑机注塑成标准试样,得到具有光稳定性抗静电聚甲醛材料。
进一步的,步骤(1)中所述的抗静电剂为聚乙二醇/季铵盐基甲基丙烯酸酯共聚物、金属纤维、炭黑中的一种或多种。
进一步的,步骤(2)中所述的低共熔试剂与聚甲醛的质量百分比为1%~3%。
进一步的,步骤(2)中所述的抗静电剂与聚甲醛的质量百分比为0.1%~0.5%。
进一步的,步骤(2)中所述的挤出机各段温度从加料口到机头依次为:加料口温度为160℃,挤出机1区温度为175℃,挤出机2区温度为180℃,挤出机3-4区温度为180,挤出机5区温度为185,出料口温度为180℃,螺杆转速100~150rpm。
进一步的,步骤(3)中所述的热稳定剂为高级脂肪酸及其衍生物,所述的抗氧剂为受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂中的一种。
进一步的,步骤(3)中所述的抗静电母粒、热稳定剂、抗氧剂以及纯聚甲醛的质量百分比分别为40%、1%、0.5%以及58.5%。
进一步的,步骤(3)中所述的挤出机各段温度从加料口到机头依次为:加料口温度为160℃,挤出机1区温度为175℃,挤出机2区温度为180℃,挤出机3-4区温度为180,挤出机5区温度为185,出料口温度为180℃,螺杆转速100~150rpm。
本发明是在经过多次筛选、实验和总结后提出的。本发明的方法的能显著提高聚甲醛材料的抗静电能力以及光稳定性。与现有技术相比,本发明所适用的光稳定剂为基于TEMPO的低共熔试剂,该类光稳定剂合成工艺绿色简单,原料利用率100%,且形成的低共熔试剂具有导电功能,增加聚甲醛的抗静电能力,能显著减少其他抗静电添加剂的加入量,提高聚甲醛材料的加工性。此外,本发明采用两次挤压造粒工艺,使得聚甲醛材料具有永久的抗静电作用。将本发明的稳定性抗静电聚甲醛材料用于电子行业中,能显著的增加材料的抗静电性能以及光稳定性能。
具体实施方式
实施例一
将4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)作为氢键给体与尿素和水按照摩尔比为1:2:3混合后,于80℃油浴下加热2h,形成均一,透明的具有抗静电作用的光稳定性低共熔试剂;将具有抗静电作用的光稳定性低共熔试剂、炭黑以及聚甲醛按1:0.3:98.7的质量比共混均匀后,设置加料口温度为160℃,挤出机1区温度为175℃,挤出机2区温度为180℃,挤出机3-4区温度为180,挤出机5区温度为185,出料口温度为180℃,螺杆转速120rpm后,将混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒得到抗静电母粒,将所得抗静电母粒在75℃下真空干燥4h备用;将制备的抗静电母粒、高级脂肪酸、受阻胺类抗氧剂、纯聚甲醛按40:1:0.5:58/5的比例混合均匀后,在双螺杆挤出机中挤出造粒,将颗粒充分干燥后经注塑机注塑成标准试样,得到具有光稳定性抗静电聚甲醛材料。
实施例二
将4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)作为氢键给体与尿甘油和水按照摩尔比为1:2:3混合后,于80℃油浴下加热1.5h,形成均一,透明的具有抗静电作用的光稳定性低共熔试剂;将具有抗静电作用的光稳定性低共熔试剂、聚乙二醇/季铵盐基甲基丙烯酸酯共聚物以及聚甲醛按1:0.2:98.8的质量比共混均匀后, 设置加料口温度为160℃,挤出机1区温度为175℃,挤出机2区温度为180℃,挤出机3-4区温度为180,挤出机5区温度为185,出料口温度为180℃,螺杆转速100rpm后,将混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒得到抗静电母粒,将所得抗静电母粒在85℃下真空干燥4h备用;将制备的抗静电母粒、长链脂肪酸、亚磷酸甘油酯、纯聚甲醛按40:1:0.5:58.5的比例混合均匀后,在双螺杆挤出机中挤出造粒,将颗粒充分干燥后经注塑机注塑成标准试样,得到具有光稳定性抗静电聚甲醛材料。
实施例三
将4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)作为氢键给体与乙二醇和水按照摩尔比为1:2:3混合后,于80℃油浴下加热1h,形成均一,透明的具有抗静电作用的光稳定性低共熔试剂;将具有抗静电作用的光稳定性低共熔试剂、聚金属纤维以及聚甲醛按1:0.1:98.9的质量比共混均匀后,设置加料口温度为160℃,挤出机1区温度为175℃,挤出机2区温度为180℃,挤出机3-4区温度为180,挤出机5区温度为185,出料口温度为180℃,螺杆转速150rpm后,将混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒得到抗静电母粒,将所得抗静电母粒在90℃下真空干燥4h备用;将制备的抗静电母粒、长链脂肪酸、受阻胺类抗氧剂、纯聚甲醛按40:1:0.5:58.5的比例混合均匀后,在双螺杆挤出机中挤出造粒,将颗粒充分干燥后经注塑机注塑成标准试样,得到具有光稳定性抗静电聚甲醛材料。
性能评价
将实施例1-3所制得的塑料与聚甲醛样品按按GB/T 16422.3.1997塑料实验室光源暴露实验方法以及GB/T1410.2006电阻率测定方法进行测试。
Claims (8)
1.一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)将4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)作为氢键受体,将尿素、甘油、乙二醇中的一种作为氢键给体,将氢键受体与氢键给体以及少量水按1:2:3摩尔比混合后,于80℃油浴下加热,直到形成均一、透明的具有抗静电作用的光稳定性低共熔熔试剂;
(2)将抗静电作用的光稳定性低共熔熔试剂、抗静电剂以及聚甲醛按一定质量比共混均匀后,在双螺杆挤出机中挤出造粒得到抗静电母粒,将所得抗静电母粒在75-95℃条件下真空干燥4h备用;
(3)将制备的抗静电母粒、热稳定剂以抗氧剂按一定配比与纯聚甲醛混合均匀后,在双螺杆挤出机中挤出造粒,将颗粒充分干燥后经注塑机注塑成标准试样,得到具有光稳定性抗静电聚甲醛材料。
2.根据权利要求1所述的一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述步骤(2)中,抗静电剂为聚乙二醇/季铵盐基甲基丙烯酸酯共聚物、金属纤维、炭黑中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述步骤(2)中,低共熔熔试剂与聚甲醛的质量百分比为1%~3%。
4.根据权利要求1所述的一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述步骤(2)中,抗静电剂与聚甲醛的质量百分比为0.1%~0.5%。
5.根据权利要求1所述的一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述步骤(2)中,挤出机各段温度从加料口到机头依次为:加料口温度为160℃,挤出机1区温度为175℃,挤出机2区温度为180℃,挤出机3-4区温度为180,挤出机5区温度为185,出料口温度为180℃,螺杆转速100~150rpm。
6.根据权利要求1所述的一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述步骤(3)中,热稳定剂为高级脂肪酸及其衍生物,所述的抗氧剂为受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述步骤(3)中,抗静电母粒、热稳定剂、抗氧剂以及纯聚甲醛的质量百分比分别为40%、1%、0.5%以及58.5%。
8.根据权利要求1所述的一种光稳定性抗静电聚甲醛材料的制备方法,其特征在于所述步骤(4)中,注塑机四区温度分别为 180, 185, 185, 185℃。
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