本发明属于高分子材料改性技术领域，具体是一种聚甲醛组合物材料及其制备方法。
背景技术：
矿井专用设备多用于地下采矿作业，或矿产输送，在整个过程中经常粉尘飞扬，极易产生爆炸、火灾的隐患，因此对于矿井专用设备使用的塑胶材料需要具备抗静电性能。但目前现有的抗静电塑胶材料多采用表面活性剂型抗静电剂，其为非长久性抗静电，并且需要在高湿度的环境下才能获得更好的抗静电效果。这种材料一般在1-2年之后抗静电效果会消失，在抗静电效果消失后材料表面极易吸附粉尘，大大增加了粉尘爆炸的风险。
目前常用的长久型抗静电剂为聚醚型抗静电剂、导电炭黑或导电碳纳米管，虽然可以达到长久抗静电要求，但严重影响了材料的性能，大大增加了设备损坏的风险。
聚甲醛(pom)是一种综合性能优异的工程塑料，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。而本专利提供的长久抗静电型聚甲醛组合物材料，很好解决了材料物理性能以及长久抗静电性能的矛盾，为矿井设备材料选择提供了一种新的方案。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种聚甲醛组合物材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种聚甲醛组合物材料，由以下组分按其重量份制备而成：
聚甲醛：1000份，
硬脂基三甲基季铵盐酸盐：1-5份，
丙胺酸钠：1-5份，
抗氧剂：2-5份，
热稳定剂：其与聚甲醛的重量份数比为2-3:100，
润滑剂：其与聚甲醛的重量份数比为1-2:100。
进一步，所述聚甲醛为共聚聚甲醛，其数均分子量为5万-6万、结晶度70％、含水率低于0.5％。
所述硬脂基三甲基季铵盐酸盐的粒径为300目。
所述热稳定剂为有机锡类稳定剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按质量比为60：25：15组成的混合物。
所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种。
所述抗氧剂选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(1076)、三-(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、硫代二丙酸双十二醇酯(dltdp)中的至少两种。
本发明的另一个目的在于提供一种聚甲醛组合物材料的制备方法，步骤如下：
(1)按配比将聚甲醛、热稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中进行混合，在70-90℃下混合5-10min后，再加入丙胺酸钠、硬脂基三甲基季铵盐酸盐继续混合5-10min；
(2)将混合均匀的物料通过送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下进行充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制得聚甲醛组合物材料；其中挤出机各区段温度设定为一区160-170℃，二区180-190℃，三区190-220℃，四区220-270℃。
本发明的有益效果：
1、本发明制备的聚甲醛组合物材料，具有优异的力学性能，加工性能优异。
2、常用的表面活性剂型抗静电剂，其抗静电原理是析出表面后吸附空气中的水汽，靠表面的水层带走电荷，当基体内的表面活性剂全部迁移至表面后将不再有抗静电效果，因此属于非长久型抗静电，本发明采用的丙胺酸钠与硬脂基三甲基季铵盐酸盐复配使用，作为复配抗静电剂加入树脂基体内分散性好，添加量少，不影响原有材料的机械、热学性能；组合物材料具有长久抗静电的特性，不随使用时间的增加而衰减，也不存在析出等问题。
3、本发明热稳定剂为有机锡60％、硬脂酸锌25％、硬脂酸钙15％的复配，解决了在加工过程中，原料会发生部分降解的问题。
4、本发明聚甲醛材料非常适合用于采矿设备、井下设备等对抗静电等级要求高的产品，也适合于其他需要长久抗静电的产品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。
本发明实施例中所有物质均是已知的市售产品，其单位为重量份，其中所用聚甲醛为共聚聚甲醛，数均分子量5万-6万，结晶度70％，含水率低于0.5％；热稳定剂中包含：有机锡稳定剂60％、硬脂酸锌25％、硬脂酸钙15％。
实施例1
制备方法：
(1)将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、抗氧剂168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入硬脂基三甲基季铵盐酸盐和丙胺酸钠再混合5min；
(2)将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下进行充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制得聚甲醛组合物材料；其中挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区180℃，三区190℃，四区270℃。
实施例2
制备方法：
(1)将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、抗氧剂1010一起加入高混机中在70℃下混合10min，然后继续加入硬脂基三甲基季铵盐酸盐和丙胺酸钠再混合5min；
(2)将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下进行充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制得聚甲醛组合物材料；其中挤出机各区段温度设定为一区170℃，二区190℃，三区220℃，四区230℃。
实施例3
制备方法：
(1)将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、抗氧剂168一起加入高混机中在90℃下混合5min，然后继续加入硬脂基三甲基季铵盐酸盐和丙胺酸钠再混合10min；
(2)将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下进行充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制得聚甲醛组合物材料；其中挤出机各区段温度设定为一区170℃，二区190℃，三区220℃，四区220℃。
实施例4
制备方法：
(1)将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂dltdp、抗氧剂168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入硬脂基三甲基季铵盐酸盐和丙胺酸钠再混合5min；
(2)将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下进行充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制得聚甲醛组合物材料；其中挤出机各区段温度设定为一区一区160℃，二区190℃，三区220℃，四区230℃。
实施例5
制备方法：
(1)将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1010、抗氧剂168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入硬脂基三甲基季铵盐酸盐和丙胺酸钠再混合5min；
(2)将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下进行充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制得聚甲醛组合物材料；其中挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区180℃，三区190℃，四区230℃。
对比例
制备方法：
(1)将称量好的聚甲醛、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入硬脂基三甲基季铵盐酸盐再混合5min；
(2)将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品；其中挤出机各区段温度设定为160℃，二区180℃，三区190℃，四区230℃。
表1为实施例1-5和对比例的测试结果，测试标准为astm标准。
表1实施例1-5与对比例测试结果
表1为实施例1-5与对比例的测试结果，普通聚甲醛的体积电阻率为1016，当体积电阻率低于1012，可以认为是抗静电级。从实施例结果可以看到，在加入复配抗静电剂后材料达到109-1010之间，同时对材料的弯曲和冲击性能没有明显的影响，合金具备优异的长久抗静电性与机械性能。对比非长久抗静电聚甲醛材料(对比例)，实施例1-5在2年后的体积电阻率没有明显升高，而对比例非长久抗静电聚甲醛已经升高至1015等级，和普通聚甲醛材料没有区别了，说明本专利提供的聚甲醛组合物材料具有长久抗静电的效果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。