高韧性聚缩醛树脂组合物的制作方法

文档序号:8244962阅读:483来源:国知局
高韧性聚缩醛树脂组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子工程塑料技术领域,尤其涉及一种聚甲醛材料。
【背景技术】
[0002] 聚甲醛是一种性能优良的工程塑料,有类似金属的硬度、强度和钢性,在很宽的温 度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性,并富于弹性,有较好的耐化学品 性。聚甲醛以低于其他许多工程塑料的成本,正在替代一些传统上被金属所占领的市场,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。
[0003] 尽管综合性能优异的聚甲醛可以使之满足很多方面的应用要求,但聚甲醛也具有 很多不容忽视的缺陷:例如缺口冲击强度不稳定、韧性不稳定。宄其原因是聚甲醛的独特 结晶性能赋予它有一个相当高的断裂初始能量,但是其断裂发展能量却很低。
[0004] 由于聚甲醛具有各种不同的生产技术、生产工艺,因而解决聚甲醛产品性能不稳 定的方式方法也不同。美国专利US 4804716、5286807、5310822以热塑性聚氨酯为增韧剂 改性POM从而使POM的缺口冲击强度提高了 20% -25%;美国专利US 4639488、4713414采 用丁二烯弹性体作为改性剂增韧聚甲醛,可以使缺口冲击强度提高27% -38% ;美国专利 US 6943214采用聚乙烯作为增韧剂改性Ρ0Μ,可以使缺口冲击强度提升20%左右;中国专 利CN 1166736C采用全硫化粉末羧基丁苯橡胶,中国专利CN 1353135采用丁苯橡胶和三元 乙丙橡胶增韧Ρ0Μ。但上述改性方法对POM抗冲击性能的提高十分有限,且传统的弹性体增 韧方法在提高韧性的同时,不可避免地降低了材料的刚性,使其拉伸强度、弯曲强度等力学 性能遭到破坏,从而限制了 POM改性产品的应用。
[0005] 因此需要一种聚甲醛材料,通过改变聚甲醛材料的结晶性能,从而能够大幅度的 提升树脂的缺口冲击强度和断裂伸长率,提高韧性,利用简单共混改性即可达到分子级水 平上的设计,节约研发以及制造成本。

【发明内容】

[0006] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种高韧性聚缩醛树脂组合物,通过改变聚甲 醛材料的结晶性能,从而能够大幅度的提升树脂的缺口冲击强度和断裂伸长率,提高韧性, 利用简单共混改性即可达到分子级水平上的设计,节约研发以及制造成本。
[0007] 本发明的高韧性聚缩醛树脂组合物,包括聚缩醛树脂和添加于聚甲醛树脂的结晶 抑制剂,该结晶抑制剂为聚甲醛树脂聚合物,聚甲醛树脂聚合物中每IOOrnol的甲醛重复单 ?1 元含有氧化烯结构单元为3-6mol ;其中,氧化烯结构单元中-f I -一 R1、R2选自氢或 R2 碳原子数为1-4的烷烃,η为2-4。
[0008] 进一步,所述聚甲醛树脂组合物中按重量份添加下列组分:
[0009] 聚甲醛树脂 100 抗氧剂 0.01-1 甲醛吸收剂 0.01-2 酸吸收剂 0.01-1 加工稳定剂 0 01-1 结晶抑制剂 1-25;
[0010] 进一步,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的四[甲基-β_(3,5-二叔丁基-4-羟 基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三甘醇-二-3-(3-叔丁基-4羟基-5甲基苯基)丙酸 酯的一种或二者混合物;或者亚磷酸酯类抗氧剂中的亚磷酸三(壬基苯基)和亚磷酸三 (2, 4-二叔丁基苯基)酯的一种或二者混合物;
[0011] 甲醛吸收剂为三聚氰胺、双氰胺、肼、酰肼、尿素和三聚氰胺-缩甲醛中的一种或 两种以上的混合物;
[0012] 酸吸收剂为氢氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸镁和碳酸钙中的一种或两种以上的混合 物;
[0013] 加工稳定剂为硬脂酸、月桂酸、单至四硬脂酸的季戊四醇酯、癸酸酰胺和聚二甲基 硅氧烷中的一种或两种以上的混合物;
[0014] 进一步,所述聚甲醛树脂组合物中按重量份添加下列组分:
[0015] 聚甲醛树脂 100 抗氧剂 0 5 甲醛吸收剂 1 酸吸收剂 1 加工稳定剂0.5 结晶抑制剂 15;
[0016] 进一步,所述聚甲醛树脂组合物为将聚甲醛树脂、抗氧剂、甲醛吸收剂、酸吸收剂、 加工稳定剂、结晶抑制剂混合后在IOKPa减压和210°C条件下熔融混合后造粒成型,所述粒 料在140°C下干燥3小时。
[0017] 本发明的有益效果:本发明的高韧性聚缩醛树脂组合物,通过添加结晶抑制剂能 抑制聚甲醛一部分结晶性能,从而能够大幅度的提升树脂的缺口冲击强度和断裂伸长率, 提高韧性,利用简单共混改性即可达到分子级水平上的设计,减少了研发生产配方调试等 费用。
【具体实施方式】
[0018] 本实施例的高韧性聚缩醛树脂组合物,包括聚缩醛树脂和添加于聚甲醛树脂的结 晶抑制剂,该结晶抑制剂为聚甲醛树脂聚合物,聚甲醛树脂聚合物中每IOOmol的甲醛重复 R, 单元含有氧化烯结构单元为3_6mol ;其中,氧化烯结构单元中I ja-一 Rl、R2选自氢 R2 或碳原子数为1-4的烷烃,η为2-4 ;
[0019] 添加结晶抑制剂可部分抑制聚甲醛的结晶,避免由于结晶导致的过多的抗冲击强 度损失;当然,聚甲醛内还需添加抗氧剂、甲醛吸收剂、酸吸收剂、稳定剂等,但这些添加剂 与结晶抑制剂之间不该具有排斥干扰为准;
[0020] 本发明中,聚缩醛树脂以-[CH20]-为主要重复单元的高分子化合物;本发明中使 用的聚缩醛树脂组合物可以是由氧化亚甲基单元-[CH20]-构成的均聚甲醛,也可以是具 有其它结构单元的共聚物、多元无规共聚物、多元嵌段共聚物的任意一种,此外分子结构不 仅限于线性形状,也可以含有交联、支化结构;此外,对聚甲醛的聚合度没有限制。
[0021] 本实施例中,所述聚甲醛树脂组合物中按重量份添加下列组分:
[0022] 聚甲醛树脂 100 抗氧剂 0.01-1 甲醛吸收剂 0.01-2 酸吸收剂 0 01-1 加工稳定剂 001-1 结晶抑制剂 1-25;
[0023] 本实施例的上述组份以及配比能够保证结晶抑制剂的作用充分发挥,并成分之间 互相没有过多的干扰影响,保证了聚甲醛组合物具有较好的性能;即在添加结晶抑制剂的 同时,不会因为其他添加剂的随意使用而导致最终材料的其他物理性能降低;当抗氧剂用 量小于0. 01重量份时,对聚缩醛树脂组合物产品的热稳定性提高不显著,高于1重量份时, 会使聚缩醛树脂组合物模塑加工产品的表面形态变差,物理性能降低;当甲醛吸收剂用量 小于0. 01重量份时,制品甲醛气味明显。此外,当用量高于2重量份时,会使聚缩醛树脂 组合物模塑加工产品的表面形态变差,物理性能降低;酸吸收剂用量小于〇. 01重量份时, 对聚缩醛树脂组合物产品的热稳定性提高不显著,用量高于1重量份时,会使聚缩醛树脂 组合物模塑加工产品的表面形态变差,物理性能降低;当加工稳定剂用量小于0. 01重量份 时,对聚缩醛树脂组合物产品的加工性能提高不显著,用量高于1重量份时,会使聚缩醛树 脂组合物物理性能降低。
[0024] 本实施例中,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的四[甲基-β-(3,5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三甘醇-二-3-(3-叔丁基-4羟基-5甲基苯基) 丙酸酯的一种或二者混合物;或者亚磷酸酯类抗氧剂中的亚磷酸三(壬基苯基)和亚磷酸 三(2, 4-二叔丁基苯基)酯的一种或二者混合物;
[0025] 甲醛吸收剂为三聚氰胺、双氰胺、肼、酰肼、尿素和三聚氰胺-缩甲醛中的一种或 两种以上的混合物;
[0026] 酸吸收剂为氢氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸镁和碳酸钙中的一种或两种以上的混合 物;
[0027] 加工稳定剂为硬脂酸、月桂酸、单至四硬脂酸的季戊四醇酯、癸酸酰胺和聚二甲基 硅氧烷中的一种或两种以上的混合物;
[0028] 本实施例的上述组份与聚甲醛形成良好的体系,进一步明晰相互作用机理,保证 获得完美的流动性、机械性能和抗冲击以及断裂拉伸性能,各组分相互协调作用,既能保证 聚甲醛材料的本身性能,还可以改善冲击强度等特性,从而得到具有优异特性的聚甲醛材 料。
[0029] 本实施例中,所述聚甲醛树脂组合物中按重量份添加下列组分:
[0030] 聚甲醛树脂 100 抗氧剂 0.5 甲醛吸收剂 1 酸吸收剂 1 加工稳定剂0.5 结晶抑制剂 15;
[0031] 确定的成分和确定的配比,获得的聚甲醛材料具有最佳的冲击强度和拉伸长度, 保证材料的其他物理性能,拓展适用范围。
[0032] 本实施例中,所述聚甲醛树脂组合物为将聚甲醛树脂、抗氧剂、甲醛吸收剂、酸吸 收剂、加工稳定剂、结晶抑制剂混合后在IOKPa减压和210°C条件下熔融混合后造粒成型, 所述粒料在140°C下干燥3小时。
[0033] 本
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