CN108752851A - 聚甲醛复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

聚甲醛复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。解决了现有技术的聚甲醛耐高温性无法满足需求的技术问题。本发明的聚甲醛复合材料，由100重量份的聚甲醛、10‑15重量份的聚硅氧烷、5‑7重量份的环氧树脂、2‑5重量份的抗氧剂、1‑2重量份的石棉纤维、4‑6重量份的长丝聚丙烯腈基碳纤维、3‑5重量份的碳化钛、12‑16重量份的聚四氟乙烯、5‑8重量份的分散剂和10‑20重量份相容剂组成。该复合材料具备耐高温性，经试验检测，熔融指数为1.5‑1.8，热变形温度为225‑240℃。

Description

聚甲醛复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种聚甲醛复合材料及其制备方法。
背景技术
聚甲醛(POM)又名缩醛树脂，通过甲醛聚合所得。聚甲醛是一种没有侧链，高密度，高结晶性的线性聚合物，具有吸水性小，尺寸稳定性、光泽性好，抗热强度、弯曲强度、耐疲劳强度高，耐磨性和电性能优良等诸多优点，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，聚甲醛也表现出较好的增长态势。
随着社会的发展，聚甲醛面临的使用环境也会越来越苛刻，对聚甲醛的性能要求也越高，纯聚甲醛的性能已不能满足使用要求，故聚甲醛的改性品种不断出现。其中，对聚甲醛进行耐高温改性尤为重要。现今对聚甲醛的耐高温改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，聚甲醛的耐高温性增加效果显著，使聚甲醛能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有耐高温增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行耐高温改性过程中，纳米材料分散不均会影响其耐高温效果，得到的改性材料耐高温性偏低，对改性材料的生产和应用造成不利影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种聚甲醛复合材料及其制备方法，解决现有技术的聚甲醛耐高温性无法满足需求的技术问题。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
聚甲醛复合材料，组成及重量份为：
优选的，所述聚甲醛的熔融指数为10-30g/10min。
优选的，所述聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷或环甲基硅氧烷。
优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或脂肪族环氧树脂。
优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。
优选的，所述长丝聚丙烯腈基碳纤维的纤维直径2-4μm。
优选的，所述分散剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或环己醇。
优选的，所述相容剂为马来酸醉接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
本发明还提供上述聚甲醛复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将各原料搅拌混合均匀，挤出造粒，得到聚甲醛复合材料。
优选的，所述搅拌速度为1000-2000转/分，搅拌时间为10-30min。
优选的，挤出的温度为160-200℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的聚甲醛复合材料具备耐高温性，经试验检测，熔融指数为1.5-1.8，热变形温度为225-240℃。
本发明的聚甲醛复合材料的制备方法工艺简单，易于操作。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明的聚甲醛复合材料，由100重量份的聚甲醛、10-15重量份的聚硅氧烷、5-7重量份的环氧树脂、2-5重量份的抗氧剂、1-2重量份的石棉纤维、4-6重量份的长丝聚丙烯腈基碳纤维、3-5重量份的碳化钛、12-16重量份的聚四氟乙烯、5-8重量份的分散剂和10-20重量份相容剂组成。
本发明中，聚甲醛的熔融指数为10-30g/10min。
本发明中，聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷或环甲基硅氧烷。
本发明中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂或脂肪族环氧树脂。
本发明中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，如抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂1024、抗氧剂CA、抗氧剂GA-80等。
本发明中，长丝聚丙烯腈基碳纤维的纤维直径2-4μm。
本发明中，分散剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或环己醇。
本发明中，相容剂为马来酸醉接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
本发明还提供上述聚甲醛复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将各原料搅拌混合均匀，挤出造粒，得到聚甲醛复合材料。
本发明中，优选搅拌速度为1000-2000转/分，搅拌时间为10-30min，挤出的温度为160-200℃。
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
聚甲醛复合材料，由100重量份的聚甲醛(熔融指数为10g/10min)、10重量份的聚二甲基硅氧烷、5重量份的双酚A型环氧树脂、2重量份的抗氧剂1010、1重量份的石棉纤维、4重量份的长丝聚丙烯腈基碳纤维(直径2μm)、3重量份的碳化钛、12重量份的聚四氟乙烯、5重量份的N，N-二甲基甲酰胺和10重量份相容剂组成，相容剂为马来酸醉接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
上述聚甲醛复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将各原料搅拌混合均匀，160-200℃挤出造粒，得到聚甲醛复合材料。
实施例2
聚甲醛复合材料，由100重量份的聚甲醛(熔融指数为30g/10min)、15重量份的聚二甲基硅氧烷、7重量份的双酚A型环氧树脂、5重量份的抗氧剂1024、2重量份的石棉纤维、6重量份的长丝聚丙烯腈基碳纤维(直径4μm)、5重量份的碳化钛、16重量份的聚四氟乙烯、8重量份的N，N-二甲基甲酰胺和20重量份相容剂组成，相容剂为马来酸醉接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。。
上述聚甲醛复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将各原料搅拌混合均匀，160-200℃挤出造粒，得到聚甲醛复合材料。
实施例3
聚甲醛复合材料，由100重量份的聚甲醛(熔融指数为20g/10min)、12重量份的聚二甲基硅氧烷、6重量份的双酚A型环氧树脂、3重量份的抗氧剂1076、1.5重量份的石棉纤维、5重量份的长丝聚丙烯腈基碳纤维(直径3μm)、4重量份的碳化钛、14重量份的聚四氟乙烯、6重量份的N，N-二甲基乙酰胺和15重量份相容剂组成，相容剂为马来酸醉接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
上述聚甲醛复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将各原料搅拌混合均匀，160-200℃挤出造粒，得到聚甲醛复合材料。
实施例4
聚甲醛复合材料，由100重量份的聚甲醛(熔融指数为25g/10min)、13重量份的聚二甲基硅氧烷、6.5重量份的双酚A型环氧树脂、2.5重量份的抗氧剂1010、1.8重量份的石棉纤维、4.5重量份的长丝聚丙烯腈基碳纤维(直径2.5μm)、4.5重量份的碳化钛、14重量份的聚四氟乙烯、7重量份的环己醇和17重量份相容剂组成，相容剂为马来酸醉接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
上述聚甲醛复合材料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将各原料搅拌混合均匀，160-200℃挤出造粒，得到聚甲醛复合材料。
对实施例1-4的聚甲醛复合材料的耐热性进行检测，检测结果如表1所示。熔融指数采用ASTM-D1238测试，热变形温度采用ASTM-D648测试。
表1实施例1-4的聚甲醛复合材料的耐热性
从表1可以看出，本发明的聚甲醛复合材料具备优异的耐热性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.聚甲醛复合材料，其特征在于，组成及重量份为：
2.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述聚甲醛的熔融指数为10-30g/10min。
3.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷或环甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或脂肪族环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述长丝聚丙烯腈基碳纤维的纤维直径2-4μm。
7.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述分散剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或环己醇。
8.根据权利要求1所述的聚甲醛复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸醉接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
9.权利噢要求1-8任何一项所述的聚甲醛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将各原料搅拌混合均匀，挤出造粒，得到聚甲醛复合材料。
10.根据权利要求9所述的聚甲醛复合材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌速度为1000-2000转/分，搅拌时间为10-30min；挤出的温度为160-200℃。
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