一种改性聚甲醛复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种改性聚甲醛复合材料及其制备工艺。
【背景技术】
[0002] 聚甲醛是一种综合性能优良的工程塑料，具有极高的强度和刚度，良好的尺寸稳 定性，优良的耐疲劳性、耐蠕变性、自润滑性和耐磨性能，在机械、汽车、电子、家电和建材等 方面广泛用于制造各种具有低摩耐磨性能的零件。但是聚甲醛在高温下的热稳定性差、易 分解；并且其加工成型温度窄，耐老化性差，仅能在低速、低负荷的条件下使用。为了使聚甲 醛在高速、高负荷等苛刻条件下使用，就必须在原有优异的物理机械性能的基础上，进一步 降低其摩擦系数和磨损率，这就需要通过聚甲醛的改性来实现。
[0003]
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，克服现有聚甲醛材料的不足，提供一种低摩耐磨、制 备工艺简单、成本较低的改性聚甲醛复合材料及其制备方法。
[0005] 本发明解决所诉技术问题所采用的技术方案是： 一种改性聚甲醛复合材料，由以下原料按重量份制成： 聚甲醛 80-95份 预处理的二硫化钥 5-20份 热稳定剂 0. 1~2. 0份 润滑剂 0. 5-1. 0份 所述预处理的二硫化钥采用下述步骤方法得到： (1) 把l-l〇kg的二硫化钥加入到5-10L的15wt%-20wt%的稀硫酸溶液中，加热至 50-80°C，搅拌1-2小时，过滤，用去离子水洗涤至中性；把洗涤去除微量杂质后的二硫化钥 加入到5-10L的浓度为15wt%-20wt%的氢氧化钠溶液，50-80°C，搅拌1-2小时，过滤，用去 离子水洗涤至中性，干燥； (2) 将干燥后的二硫化钥加入5-10L的钛酸酯偶联剂的乙醇溶液中，浸润30-60分钟， 过滤，烘干，得到预处理的二硫化钥；所述钛酸酯偶联剂的乙醇溶液浓度为〇. lwt%-lwt%。
[0006] 其中，所述步骤（1)的目的是：1、去除二硫化钥表面杂质；2、轻微腐蚀二硫化钥 表面，增加二硫化钥表面的粗糙度，提高聚合物的相容性及力学性能。稀硫酸和氢氧化钠溶 液浓度、加热温度过高或搅拌时间太长会严重腐蚀二硫化钥甚至会溶解二硫化钥，大大破 坏了二硫化钥本身的性能；浓度、加热温度过低、搅拌时间短，起不到这个步骤应有的作用。
[0007] 步骤（2)所述钛酸酯偶联剂可为钛酸酯偶联剂UP-131。
[0008] 所述的二硫化钥纯度彡98%，平均粒径10 nm，比表面积200 m2/g。这里的粒径与 比表面积不能太小,太小会引起粉体之间严重的团聚；也不能太大，太大的粒径会使相容性 变差。这个粒径与比表面积的金刚石经酸碱处理后，被腐蚀度也比较好，经偶联剂处理后， 能最大幅度的提高组合物的耐磨性及其他力学性能。
[0009] 进一步，所述的聚甲酸的烙融指数为9g/10min。
[0010] 进一步，所述热稳定剂为三聚氰胺、聚酰胺、受阻酚类抗氧剂中的至少一种。其中 受阻酚类抗氧剂包括抗氧剂1010 (四[甲基-β- (3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯] 季戊四醇酯)、抗氧剂168 (三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)。
[0011] 进一步，所述润滑剂为白油、硅油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌的至少一种。
[0012] 本发明的另一技术方案是提供上述改性聚甲醛复合材料的制备方法，包括以下步 骤： (1) 将原料按比例称量加入到高速混合机中，混合2-10min ; (2) 将步骤（1)所得混合物在同向平行双螺杆挤出机挤出造粒，温度为150-180°C ; (3) 将步骤（2)所得粒料在同向双螺杆注塑机中注塑成型，温度为150-180°C。
[0013] 本发明制得的聚甲醛复合材料具有耐磨、润滑的优异性能，可广泛的使用在塑料 改性领域。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0015] 实施例1 二硫化钥预处理步骤如下： (1) 把lkg的二硫化钥加入到5L的15wt%的稀硫酸溶液中，加热至50°C，搅拌1小时， 过滤，用去离子水洗涤至中性；把去除微量杂质后的二硫化钥加入到5L的浓度为15wt%的 氢氧化钠溶液，50°C，搅拌1小时，过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥； (2) 将预处理过的二硫化钥加入5L的浓度为0. lwt%的钛酸酯偶联剂UP-131的乙醇溶 液中，浸润30分钟，过滤，烘干，得到预处理的二硫化钥。
[0016] 改性聚甲醛复合材料的制备步骤如下： 原料重量配比为：聚甲醛90份，预处理的二硫化钥10份，抗氧剂1010 1份，抗氧剂 168 1份，硅油0. 5份，硬脂酸钙0. 5份。
[0017] (1)将上述原料按比例称量加入到高速混合机中，混合5min ; (2) 将步骤（1)所得混合物在同向平行双螺杆挤出机挤出造粒，温度为一区150°C，二 区 170°C，三区 180°C，四区 180°C，五区 180°C ; (3) 将步骤（2)所得粒料在同向双螺杆注塑机中注塑成型，温度为一区150°C，二区 170°C，三区180°C，四区180°C，五区180°C。本实施例所得产品性能测试方法标准编号及测 试结果列于表1。
[0018] 实施例2 二硫化钥预处理步骤如下： (1) 把2kg的二硫化钥加入到6L的18 wt %的稀硫酸溶液中，加热至60°C，搅拌1. 5 小时，过滤，用去离子水洗涤至中性；把去除微量杂质后的二硫化钥加入到8L的浓度为18 wt %的氢氧化钠溶液，60°C，搅拌1. 5小时，过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥； (2) 将预处理过的二硫化钥加入8L的浓度为0. 5 wt %的单烷氧基脂肪酸钛酸酯偶联 剂(钛酸酯偶联剂UP-131)乙醇溶液中，浸润40分钟，过滤，烘干，得到预处理的二硫化钥。
[0019] 改性聚甲醛复合材料的制备步骤如下： 本实施例原料重量配比为：聚甲醛85份，预处理的二硫化钥15份，抗氧剂1010 0. 1 份，硅油0.5份。
[0020] 制备方法： (1) 将原料按比例称量加入到高速混合机中，混合2min ; (2) 将步骤（1)所得混合物在同向平行双螺杆挤出机挤出造粒，温度为一区150°C，二 区 170°C，三区 180°C，四区 180°C，五区 180°C ; (3) 将步骤（2)所得粒料在同向双螺杆注塑机中注塑成型，温度为一区150°C，二区 170°C，三区 180°C，四区 180°C，五区 180°C。