專(zhuān)利名稱(chēng)：一種增強(qiáng)增韌自潤(rùn)滑聚甲醛復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料及其成型加工領(lǐng)域，具體涉及ー種增強(qiáng)增韌自潤(rùn)滑聚甲醛復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚甲醛樹(shù)脂(POM)是ー種主鏈上含有氧化亞甲基的線(xiàn)性弱極性高聚物，無(wú)側(cè)鏈、 高熔點(diǎn)、高結(jié)晶性，具有優(yōu)異的綜合性能，被譽(yù)為“超鋼”或者“賽鋼”。POM具有類(lèi)似金屬的硬度、剛性和強(qiáng)度，在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)都有很好的自潤(rùn)滑性和耐疲勞性，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于航空、機(jī)械、精密儀器、汽車(chē)、電子電器等領(lǐng)域，為五大通用工程塑料之一。雖然 POM具有優(yōu)良的綜合性能，但它的高結(jié)晶性使其沖擊強(qiáng)度不好，缺ロ敏感性大，成型收縮率高，限制了 POM在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，精密儀器、電子電器、各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械等不斷向小型化、輕型化發(fā)展，動(dòng)カ傳導(dǎo)的條件也越來(lái)越苛刻，単一的POM無(wú)法滿(mǎn)足這些工作條件。熱塑性聚酯弾性體(TPE^是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物，TPEE 具有橡膠的弾性和工程塑料的強(qiáng)度，與POM復(fù)合可以很好的改善POM的韌性；四針狀氧化鋅晶須因?yàn)槠洫?dú)特的立體四針狀三維結(jié)構(gòu)，很容易使其在基體中均勻分布，可以各向同性地改善材料的物理性能，如耐磨、增強(qiáng)、減震、防滑、防噪、吸波等性能。美國(guó)專(zhuān)利US4804716公開(kāi)了增韌聚甲醛復(fù)合物是由聚甲醛與熱塑性聚氨酯彈性體組成，雖然其缺ロ沖擊強(qiáng)度超過(guò)375J/m，專(zhuān)利中沒(méi)有提到復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率。中國(guó)專(zhuān)利CN1546564A公開(kāi)了聚甲醛與熱塑性聚氨酯共混改性物的性質(zhì)以及制備方法，雖然該組合物的斷裂伸長(zhǎng)率與簡(jiǎn)支梁缺ロ沖擊強(qiáng)度有所改善，但其拉伸強(qiáng)度降低很多。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有聚甲醛樹(shù)脂在韌性和高耐磨性方面存在的不足，本發(fā)明的目的是提供ー種綜合性能優(yōu)異的增強(qiáng)增韌自潤(rùn)滑聚甲醛復(fù)合材料。本發(fā)明的另ー目的是提供ー種上述增強(qiáng)增韌自潤(rùn)滑聚甲醛復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)增韌自潤(rùn)滑聚甲醛復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括以下組分和
重量百分含量POM45へ-/0%,
TPEE10 --30%,
聚四氟乙烯4 6%,
玻璃纖維5 15%,
抗氧劑0. 2 1%，
甲醛吸收劑0. 5 0. 8%,
表面潤(rùn)滑劑0. 3 0. 5%,
氧化鋅晶須 1 8%，偶聯(lián)劑0.1 0.2%，相容劑1 2%。所述的POM選自均聚POM或共聚POM中的ー種。所述的TPEE的硬段由芳香族ニ羧酸與脂肪族或脂環(huán)族ニ醇構(gòu)成，軟段為長(zhǎng)鏈脂肪族胺或長(zhǎng)鏈脂肪族ニ醇的殘基；優(yōu)選的，所述熱塑性聚酯弾性體硬段為聚對(duì)苯ニ甲酸丁 ニ醇酷，軟段為四氫呋喃聚醚。所述的玻璃纖維是無(wú)堿玻璃纖維。所述的抗氧劑選自1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5_ ニ叔丁基-4_羥基芐基)苯 (抗氧劑330)、四[甲基-β - (3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酷]季戊四醇酯(抗氧劑 1010)、β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、三[2. 4-ニ 叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)或雙(2，4_ ニ酷基)季戊四醇ニ亞磷酸酯(S-9228) 中的ー種或幾種的混合物。所述的甲醛吸收劑選自雙氰胺或聚酰胺中的ー種或幾種的混合物。所述的表面潤(rùn)滑劑選自硅酮樹(shù)脂、乙撐雙硬脂酸酰胺(EBQ、乙烯-丙烯酸共聚物 (A-C540A)、石墨或ニ硫化鉬中的ー種或幾種的混合物。所述的氧化鋅晶須為四針狀。所述的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷(ΚΗ550)、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ560)、鈦酸酯偶聯(lián)劑異丙基三硬酯酸鈦酸酯(TTQ或(ニ辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯(鈦酸酯偶聯(lián)劑311)中的ー種或幾種的混合物。所述的相容劑選自聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐(PP-G-MAH)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或乙烯-丁烯與苯乙烯嵌段共聚物接枝馬來(lái)酸酐(SEBS-g-MAH)中的ー種或幾種的混合物。本發(fā)明還提供了ー種上述增強(qiáng)增韌自潤(rùn)滑聚甲醛復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下步驟(1)將 10 30% TPEE 在 100°C下干燥 2_4h ；(2)將干燥好的TPEE加入到高速混合機(jī)中，加入45 70%P0M、4 6%聚四氟乙烯、5 15%玻璃纖維、0. 2 抗氧劑、0. 5 0. 8%甲醛吸收劑、0. 3 0. 5%表面潤(rùn)滑劑、0. 1 0. 2%偶聯(lián)劑和1 2%相容劑在室溫下混合15-20min ；(3)將步驟⑵所得的混合料加入到擠出機(jī)中，1 8%氧化鋅晶須由雙螺桿擠出機(jī)上的排氣孔加入，擠出造粒，注塑成型。所述的雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度分別為140 150°C，160 170°C，170 185°C， 180 195 °C，180 195 °C，180 195 °C，機(jī)頭溫度 185 195 °C，螺桿轉(zhuǎn)速 200-500 轉(zhuǎn) / 分鐘。所述的注塑成型是將造出的粒子在100°C下干燥3小時(shí)后，用注塑機(jī)注塑成型，料筒溫度為160 200°C，模具溫度為40 100°C。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、本發(fā)明制備的復(fù)合材料分散均勻，力學(xué)性能好，并具有良好的耐磨性，可用于制備齒輪、儀表外殼等。2、本發(fā)明不僅改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能，同時(shí)也保持了良好的加工成型性能。
3、本發(fā)明能滿(mǎn)足在高溫、高壓、高熱條件下動(dòng)カ傳動(dòng)傳導(dǎo)零件的性能要求。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說(shuō)明。實(shí)施例1(1)將10% TPEE(硬段為聚對(duì)苯ニ甲酸丁ニ醇酷，軟段為四氫呋喃聚醚)在100°C 下干燥2-4h ；(2)將干燥好的TPEE加入到高速混合機(jī)中，加入70%均聚P0M、4%聚四氟乙烯、 5%玻璃纖維、0. 6%抗氧劑、0. 8%甲醛吸收劑、0. 4%表面潤(rùn)滑剤、0. 2%偶聯(lián)劑和相容劑在室溫下混合15-20min ；(3)將步驟( 所得的混合料加入到擠出機(jī)中，8%氧化鋅晶須由雙螺桿擠出機(jī)上的排氣孔加入，擠出造粒，注塑成型。擠出機(jī)各區(qū)溫度分別為140°C，160 170°C，170 185°C，180 195°C，180 195 °C，180 195 °C，機(jī)頭溫度185 195 °C，螺桿轉(zhuǎn)速200-500轉(zhuǎn)/分鐘。造出的粒子在100°C下干燥3小時(shí)后，用注塑機(jī)注塑成型，料筒溫度為160 200°C，模具溫度為40 100°C。各種物質(zhì)的具體用量和選擇見(jiàn)表1。材料的測(cè)試性能見(jiàn)表2。實(shí)施例2(1)將20%TPEE(硬段為聚對(duì)苯ニ甲酸丁ニ醇酷，軟段為四氫呋喃聚醚)在100°C 下干燥2-4h ；(2)將干燥好的TPEE加入到高速混合機(jī)中，加入55%均聚P0M、5%聚四氟乙烯、 15%玻璃纖維、0. 6%抗氧劑、0. 6%甲醛吸收劑、0. 4%表面潤(rùn)滑剤、0. 偶聯(lián)劑和2%相容劑在室溫下混合15-20min ；(3)將步驟⑵所得的混合料加入到擠出機(jī)中，1. 3%氧化鋅晶須由雙螺桿擠出機(jī)上的排氣孔加入，擠出造粒，注塑成型。擠出機(jī)各區(qū)溫度分別為140 150°C，160 170°C，170 185°C，180 195°C， 180 195°C，180 195°C，機(jī)頭溫度185 195°C，螺桿轉(zhuǎn)速200-500轉(zhuǎn)/分鐘。造出的粒子在100°C下干燥3小時(shí)后，用注塑機(jī)注塑成型，料筒溫度為160 200°C，模具溫度為40 100°C。各種物質(zhì)的具體用量和選擇見(jiàn)表1。材料的測(cè)試性能見(jiàn)表2。實(shí)施例3(1)將30%TPEE(硬段為聚對(duì)苯ニ甲酸丁ニ醇酷，軟段為四氫呋喃聚醚)在100°C 下干燥2-4h ；(2)將干燥好的TPEE加入到高速混合機(jī)中，加入45%均聚P0M、6%聚四氟乙烯、 10%玻璃纖維、0. 6%抗氧劑、0. 5%甲醛吸收劑、0. 4%表面潤(rùn)滑剤、0. 2%偶聯(lián)劑和2%相容劑在室溫下混合15-20min ；(3)將步驟⑵所得的混合料加入到擠出機(jī)中，5. 3%氧化鋅晶須由雙螺桿擠出機(jī)上的排氣孔加入，擠出造粒，注塑成型。擠出機(jī)各區(qū)溫度分別為140 150°C，160 170°C，170 185°C，180 195°C， 180 195°C，180 195°C，機(jī)頭溫度185 195°C，螺桿轉(zhuǎn)速200-500轉(zhuǎn)/分鐘。造出的粒子在100°C下干燥3小時(shí)后，用注塑機(jī)注塑成型，料筒溫度為160 200°C，模具溫度為40 100°C。各種物質(zhì)的具體用量和選擇見(jiàn)表1。材料的測(cè)試性能見(jiàn)表2。表 權(quán)利要求
1. 一種聚甲醛復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料包括以下組分和重量百分含量，POM45ハ-70%,TPEE10 --30%,聚四氟乙烯4 6%,玻璃纖維5 15%,抗氧劑0. 2 1%，甲醛吸收劑0. 5 0. 8%,表面潤(rùn)滑劑0. 3 0. 5%,氧化鋅晶須1 8%,偶聯(lián)劑0. 1 0. 2%,相容劑1 2少0 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛復(fù)合材料，其特征在于所述的POM選自均聚POM或共聚POM中的ー種；所述的TPEE的硬段由芳香族ニ羧酸與脂肪族或脂環(huán)族ニ醇構(gòu)成，軟段為長(zhǎng)鏈脂肪族胺或長(zhǎng)鏈脂肪族ニ醇的殘基；所述的玻璃纖維是無(wú)堿玻璃纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛復(fù)合材料，其特征在干所述的抗氧劑選自1，3，5_三甲基-2，4，6-三(3，5-ニ叔丁基-4-羥基芐基)苯、四[甲基-β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酷]季戊四醇酷、β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三 [2. 4-ニ叔丁基苯基]亞磷酸酯或雙(2，4_ ニ酷基)季戊四醇ニ亞磷酸酯中的ー種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛復(fù)合材料，其特征在于所述的甲醛吸收劑選自雙氰胺或聚酰胺中的ー種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛復(fù)合材料，其特征在于所述的表面潤(rùn)滑劑選自硅酮樹(shù)脂、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物、石墨或ニ硫化鉬中的ー種或幾種的混合物；所述的氧化鋅晶須為四針狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛復(fù)合材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、鈦酸酯偶聯(lián)劑異丙基三硬酯酸鈦酸酯或(ニ辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯中的ー種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛復(fù)合材料，其特征在于所述的相容劑選自聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或乙烯-丁烯與苯乙烯嵌段共聚物接枝馬來(lái)酸酐中的ー種或幾種的混合物。
8.權(quán)利要求1至7任一所述的聚甲醛復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟，(1)將10 30% TPEE 在 100°C下干燥 2_4h ；(2)將干燥好的TPEE加入到高速混合機(jī)中，加入45 70%POM,4 6%聚四氟乙烯、 5 15%玻璃纖維、0. 2 抗氧劑、0. 5 0. 8%甲醛吸收劑、0. 3 0. 5%表面潤(rùn)滑剤、 0. 1 0. 2%偶聯(lián)劑和1 2%相容劑在室溫下混合15-20min ；(3)將步驟(2)所得的混合料加入到擠出機(jī)中，1 8%氧化鋅晶須由雙螺桿擠出機(jī)上的排氣孔加入，擠出造粒，注塑成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚甲醛復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度分別為140 150°C，160 170°C，170 185°C，180 195°C，180 195°C， 180 195°C，機(jī)頭溫度185 195°C，螺桿轉(zhuǎn)速200-500轉(zhuǎn)/分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚甲醛復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的注塑成型是將造出的粒子在100°c下干燥3小時(shí)后，用注塑機(jī)注塑成型，料筒溫度為160 200°C，模具溫度為40 100°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料及其成型加工領(lǐng)域，公開(kāi)了一種增強(qiáng)增韌自潤(rùn)滑聚甲醛復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明公開(kāi)的聚甲醛復(fù)合材料包括以下組分和重量百分含量45～70％POM、10～30％TPEE、4～6％聚四氟乙烯、5～15％玻璃纖維、0.2～1％抗氧劑、0.5～0.8％甲醛吸收劑、0.3～0.5％表面潤(rùn)滑劑、1～8％氧化鋅晶須、0.1～0.2％偶聯(lián)劑和1～2％相容劑。該復(fù)合材料是由下列方法制備得到的將10～30％TPEE在100℃下干燥2-4h；將干燥好的TPEE加入到高速混合機(jī)中，加入45～70％POM、4～6％聚四氟乙烯、5～15％玻璃纖維、0.2～1％抗氧劑、0.5～0.8％甲醛吸收劑、0.3～0.5％表面潤(rùn)滑劑、0.1～0.2％偶聯(lián)劑和1～2％相容劑在室溫下混合15-20min；將所得的混合料加入到擠出機(jī)中，1～8％氧化鋅晶須由雙螺桿擠出機(jī)上的排氣孔加入，擠出造粒，注塑成型。本發(fā)明的復(fù)合材料分散均勻，力學(xué)性能好，具有良好的耐磨性。
文檔編號(hào)B29C47/92GK102558753SQ20101060668
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者郭雪晴 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司