CN1605456A - 连续纤维增强聚甲醛材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续纤维增强聚甲醛材料。包括聚甲醛树脂和增强有效量的连续长纤维。所述及的连续纤维在最终材料中的平均纤维长度为3－60mm，平均直径为3－30um，且其长度与最终的材料体长度相同，并沿中心主轴平行排列。本发明由于采用了以上技术方案，即采用长玻璃纤维增强聚甲醛材料，在该材料中玻璃纤维按同一方向取向，而且纤维的长度可以大于1mm，从而大幅度提高材料的抗冲击性能和刚性，更可以大幅度降低产品的翘曲性和提高产品的尺寸稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续玻璃纤维增强的高聚物材料，尤其涉及一种连续玻璃纤维增强的热塑性聚甲醛树脂材料。
背景技术
聚甲醛树脂硬度高，耐磨性强，耐疲劳性和弹性好，化学稳定性高，有突出的耐溶剂性，良好的热性能和电绝缘性。被用来代替有色金属和合金，广泛用于汽车，电子电器工业，各种精密机械和五金建材等行业。但冲击性能欠佳，缺口敏感性大，热稳定性差。大大地限制了它作为工程塑料在其他领域的应用。由于加入纤维补强剂(如玻璃纤维)后可以改善许多物理力学性能。但目前所使用的纤维增强聚甲醛材料是纤维与聚甲醛经螺杆挤出机共挤出加工来制备，如CN1037524A、US4111887所公开的技术，在该过程中长纤维被螺杆强剪切力所破坏，材料中纤维长度较短，大约为0.2-0.4mm左右，而短纤维不能够较大幅度地增强材料的力学性能。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种连续纤维增强聚甲醛材料，以克服现有技术存在的材料中纤维长度较短，材料的力学性能较差的缺陷。
本发明的技术方案：
一种纤维增强聚甲醛材料，该材料包括以下组分及含量(重量分)：
聚甲醛树脂 200～800
连续长纤维 800～200
表面处理剂 1～100
抗氧剂 0～10
其他助剂 0～100
所述及的连续纤维可以选自玻璃纤维，如无碱或有碱玻璃纤维，碳纤维，金属纤维，合成树脂纤维。如需要极高的强度，可以优选碳纤维，如没有特殊要求从性价比出发优选无碱玻璃纤维。此增强纤维在最终材料中的平均纤维长度为3-60mm，平均直径为3-30um且其长度与最终的材料体长度相同，并沿中心主轴平行排列。
所述的表面处理剂包括有机酸铬络合物，有机硅氧烷类偶联剂，钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂，磺酰叠氮类偶联剂，如KH-550(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)。
所述的抗氧剂为受阻酚类，受阻胺类，亚磷酸酯类抗氧剂，或元素周期表IB族金属的卤化物，如抗氧剂1098(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰-己二胺)，抗氧剂168(亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酚酯))，抗氧剂DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)，抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，卤化铜等。
所述的其他助剂包括阻燃剂、抗静电剂、光稳定剂、着色剂、润滑剂、脱模剂、短纤维、颗粒状无机化合物如滑石粉，碳酸钙，云母等或/和不会严重影响纤增强树脂性能的其他热塑性树脂。
所述的阻燃剂选自含卤素的阻燃剂、红磷、三氧化二锑中的一种或几种。
该类材料的制备方法可以是任何常规连续纤维增强热塑性树脂预浸料的制备方法如溶液浸渍法，熔融浸渍法等，如采用US4640861、US4828776专利公开的方法进行制备。
本发明由于采用了以上技术方案，即采用长玻璃纤维增强聚甲醛材料，在该材料中玻璃纤维按同一方向取向，而且纤维的长度可以大于1mm，从而大幅度提高材料的抗冲击性能和刚性，更可以大幅度降低产品的翘曲性和提高产品的尺寸稳定性。
具体实施方式
实施例1
本实施例中所有组分含量均为重量分。
将聚甲醛树脂450份，阻燃剂(十溴联苯醚和三氧化二锑复合阻燃体系)100份，经过50份硅烷偶联剂KH-550预处理的连续长玻璃纤维(400份)通过粉末浸渍工艺制成聚甲醛树脂连续玻璃纤维预浸料。并在牵引机作用下通过195℃热流道。然后将制得的上述预浸料直接通过单螺杆挤出机的模头，挤出机模头内为聚甲醛树脂熔体，并混有7份抗氧剂1010，最后用切粒机将拉挤出的连续玻璃纤维增强聚甲醛树脂材料切成17mm的粒料。玻璃纤维含量控制在400±10份左右。
实施例2
本实施例中所有组分含量均为重量分
将聚甲醛树脂250份，阻燃剂(十溴联苯醚和三氧化二锑复合阻燃体系)50份，经过80份铝酸酯偶联剂预处理的连续玻璃纤维(600份)通过粉末浸渍工艺制成聚甲醛树脂连续长玻璃纤维预浸料。并在牵引机作用下通过195℃热流道。然后将制得的上述预浸料直接通过单螺杆挤出机的模头，挤出机模头内为聚甲醛树脂熔体，并混有3份抗氧剂1010和抗氧剂168复配体系，最后用切粒机将拉挤出的连续玻璃纤维增强聚甲醛树脂材料切成8mm的粒料。玻璃纤维含量控制在600±10份左右。
实施例3
本实施例中所有组分含量均为重量分
将聚甲醛树脂750份，阻燃剂(十溴联苯醚和三氧化二锑复合阻燃体系)40份，经过10份钛酸酯偶联剂预处理的连续长玻璃纤维(200份)通过粉末浸渍工艺制成聚甲醛树脂连续玻璃纤维预浸料。并在牵引机作用下通过195℃热流道。然后将制得的上述预浸料直接通过单螺杆挤出机的模头，挤出机模头内为聚甲醛树脂熔体，并混有10份抗氧剂1098和抗氧剂168复配体系，最后用切粒机将拉挤出的连续玻璃纤维增强聚甲醛树脂材料切成11mm的粒料。玻璃纤维含量控制在200±10份左右。
上述实施例得到的连续玻璃纤维增强聚甲醛材料的测试数据如表1所示。
表1 连续玻璃纤维增强聚甲醛材料性能表
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 拉伸强度(Mpa) | 142.8 | 149.6 | 136 |
| 弹性模量(Mpa) | 9100 | 9482 | 8620 |
| 弯曲强度(Mpa) | 210 | 220 | 200 |
| 弯曲模量(Mpa) | 8295 | 8695 | 7900 |
| 简支梁缺口冲击强度(KJ/m2) | 14.4 | 15.5 | 13.9 |
Claims (10)
1.一种连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，包括聚甲醛树脂和增强有效量的连续长纤维。
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，组分和重量分含量包括：聚甲醛树脂200～800，连续长纤维800～200，表面处理剂1～100，抗氧剂0～10，其他助剂0～100。
3.根据权利要求1或2所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，所述及的连续纤维选自无碱或有碱玻璃纤维玻璃纤维、碳纤维、金属纤维或合成树脂纤维中的一种。
4.根据权利要求3所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，所述及的连续纤维为碳纤维。
5.根据权利要求3所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，所述及的连续纤维在最终材料中的平均纤维长度为3-60mm，平均直径为3-30um，且其长度与最终的材料体长度相同，并沿中心主轴平行排列。
6.根据权利要求2所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，所述的表面处理剂包括有机酸铬络合物、有机硅氧烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂或磺酰叠氮类偶联剂中的一种。
7.根据权利要求6所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，磺酰叠氮类偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
8.根据权利要求2所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂或元素周期表IB族金属的卤化物。
9.根据权利要求2所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，所述的其他助剂包括阻燃剂、抗静电剂、光稳定剂、着色剂、润滑剂、脱模剂、短纤维、颗粒状无机化合物或/和其他热塑性树脂。
10.根据权利要求9所述的连续纤维增强聚甲醛材料，其特征在于，所述的阻燃剂选自含卤素的阻燃剂、红磷、三氧化二锑中的一种或几种。
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