[发明专利]一种增韧聚甲醛组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种增韧聚甲醛组合物及其制备方法。

背景技术

有“塞钢”之称的聚甲醛是一种综合性能优异的工程塑料，其耐疲劳强度高，抗蠕变性能好，尺寸稳定性与刚性俱佳。但是，由于其特殊的结构，结晶度高，而且球晶尺寸大，导致其对缺口敏感，缺口冲击强度低，从而限制了其在一些领域的应用。目前对于聚甲醛增韧改性的方法主要有：(1)弹性体增韧，常见的弹性体有热塑性聚氨酯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、离聚体、乙烯辛烯共聚物，乙烯醋酸乙烯酯共聚物等；(2)弹性体与无机纳米粒子复合增韧；(3)合金化增韧，常用的合金组分有聚酰胺、ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯等。

中国发明专利CN101205347A使用40％的聚氨酯弹性体、5％的相容剂对聚甲醛增韧，其缺口冲击强度达到16kJ/m²。但是，拉伸强度下降到20.7MPa，弯曲下降到19.4MPa。

中国发明专利CN1166736C公开了一种高韧性聚甲醛组合物及其制备方法，由该方法制得的聚甲醛组合物，刚韧平衡性较好，但是纳米粉末橡胶的成本在3-4万元/吨左右，是聚甲醛原料价格的2-3倍，添加该橡胶会大幅提高原材料的成本。

叶林等(氧化镁对聚甲醛热稳定作用和成核作用的研究，中国塑料，2004，18(4)：86-89)的研究表明，适量的氧化镁加入聚甲醛，能够起到一定的结晶成核作用，提高结晶速率，减小球晶尺寸，使材料的缺口冲击强度增加。

现有的聚甲醛增韧技术存在以下不足：

(1)与弹性体共混虽然可以较大提高聚甲醛的缺口冲击强度，但聚甲醛的拉伸强度和刚性下降幅度较大，难以得到刚韧较为平衡的聚甲醛，纳米橡胶粒子等聚合物虽然可以提高聚甲醛的韧性，但纳米橡胶粒子价格昂贵，制得的高韧性聚甲醛成本较高。

(2)具有包覆、剥离、插层等结构的弹性体和无机纳米粒子增韧聚甲醛，实现弹性体和无机纳米粒子的性能优势互补，大幅度减少昂贵弹性体的用量，制得的聚甲醛复合材料具有优良的刚性和韧性，成本大大降低，但存在制备工艺复杂，不便工业化批量生产，同时产品质量难以稳定控制的缺点。

(3)合金化增韧聚甲醛，增韧的效果普遍不及弹性体增韧，而且，常会导致聚甲醛某些性能的大幅劣化。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种增韧聚甲醛组合物，该组合物改进了韧性，同时拉伸强度与刚性不会大幅下降，成本低廉。

本发明的另一个目的是提供一种上述增韧聚甲醛组合物的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种增韧聚甲醛组合物，该增韧聚甲醛组合物由包括以下重量份数的组分制成：

聚甲醛       100份，

第一成核剂   0.1-0.3份，

第二成核剂   0.5-2份，

主抗氧剂     0.2-0.6份，

辅助抗氧剂   0.2-0.6份，

甲醛吸收剂   0.5-0.8份，

润滑剂       3-5份。

所述的第一成核剂为轻质氧化镁。

所述的第二成核剂选自1250目的滑石粉或二氧化钛中的一种。

所述的主抗氧剂选自N，N′-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯中的一种。

所述的辅助抗氧剂为亚磷酸三(2·4-二叔丁基苯基)酯。

所述的甲醛吸收剂为三聚氰胺。

所述的润滑剂选自硬脂酸钙或硬脂酸镁中的一种。

本发明还提供了一种上述增韧聚甲醛组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

将100份的聚甲醛、0.1-0.3份的第一成核剂、0.5-2份的第二成核剂、0.2-0.6份的主抗氧剂、0.2-0.6份的辅助抗氧剂、0.5-0.8份的甲醛吸收剂和3-5份的润滑剂，加入高速混合机中混合均匀，混合时间为5-10min；均匀混合物通过排气式同向双螺杆挤出机熔融共混，控制螺杆转速为210-280转/分钟，挤出造粒，即可获得增韧聚甲醛组合物。

所述的双螺杆挤出机的料筒中各段温度如下：