[发明专利]一种耐磨耗低翘曲聚甲醛材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业领域，具体涉及一种耐磨耗低翘曲聚甲醛材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚甲醛有着与金属较为接近的比强度和比刚度，良好的耐蠕变性能，耐磨性能和良好的电气性能，被广泛应用航空、机械、精密仪器、汽车、电子电器等领域，为五大通用工程塑料之一，同时在很多新领域如医疗技术、运动器械等方面，聚甲醛也表现出了较好的增长态势。虽然聚甲醛具有优良的综合性能，但它的耐磨耗性能有待提高，并且它的高结晶性使其缺口冲击强度低，成品易变形，收缩率高，限制了聚甲醛在各个领域的应用。

为了提高聚甲醛材料及其最终制品的耐磨性及降低摩擦系数，在加工时使用PTFE（聚四氟乙烯）作为耐磨剂，但是在加工过程中，如果PTFE的加入量大，则会影响聚甲醛的物理性能；为了提高聚甲醛材料及其最终制品的尺寸稳定性，在加工时可加入玻璃微珠，但是玻璃微珠粒径会影响产品的最终性能。

国内专利CN101759957A公开了一种增强高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法；CN101701098A公开了一种自润滑耐磨注塑级二硫化钼填充聚甲醛及其制作工艺；CN102558753A公开了一种增强增韧自润滑聚甲醛复合材料及其制备方法。这些专利中采用了玻璃微珠作为添加剂保持尺寸稳定性，但是玻璃微珠粒径会影响产品的最终性能；采用PTFE作为耐磨剂改善产品的耐磨性能，但PTFE加入的问题，一是分散不均匀，二是添加量大的话会影响材料的物理性能。

因此一种耐磨耗低翘曲聚甲醛材料的研制，能够扩大聚甲醛材料的应用范围，具有非常大的市场价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨耗低翘曲聚甲醛材料。

本发明的耐磨耗低翘曲聚甲醛材料，主要包括下述重量份的成分：

优选地，本发明的耐磨耗低翘曲聚甲醛材料，主要包括下述重量份的成分：

最优选地，本发明的耐磨耗低翘曲聚甲醛材料，主要包括下述重量份的成分：

其中，所述聚甲醛为共聚甲醛，所述共聚甲醛由三聚甲醛与二氧戊环开环聚合制得。

所述聚甲醛优选熔融指数为2-30g/10min的共聚甲醛。

进一步优选地，所述聚甲醛是熔融指数为2.5-13g/10min的共聚甲醛。

最优选地，所述聚甲醛是熔融指数为9g/10min的共聚甲醛。

所述无碱玻璃微珠是粒径为20-100μm的无碱玻璃微珠。

优选地，所述无碱玻璃微珠是粒径为20-50μm的无碱玻璃微珠。

最优选地，所述无碱玻璃微珠是粒径为25μm的无碱玻璃微珠。

所述偶联剂处理过的PTFE粉的制备方法为将PTFE粉和偶联剂按质量比40:1~50:1，在80-100℃、800-1000rpm下混合3-7min后静置20-30min，即得。

优选地，所述偶联剂处理过的PTFE粉的制备方法为将PTFE粉和偶联剂按质量比45:1，在85℃、900rpm下混合5min后静置20min，即得。

所用的PTFE粉是平均粒径为2-50μm的微粉。优选为平均粒径为10-20μm的白色微粉。

优选地，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂。

进一步优选地，所述氨基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。

所述吸醛剂为三聚氰胺或双氰胺；

所述抗氧剂为抗氧剂245，抗氧剂1010或抗氧剂30N；其中抗氧剂245为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]，抗氧剂1010的化学名为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂30N为Chinox30N。

所述润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸钙。

聚甲醛的熔融指数会影响产品的最终性能。聚甲醛熔融指数越大，产品流动性能越好，越容易成型，但是产品容易发脆；反之，熔融指数越小，产品流动性变差，但是韧性变好。所以在做改性产品的时候，考虑到填料的加入量和相容性，要选用合适的熔融指数。

玻璃微珠必须是未使用碱石灰处理过的，因为聚甲醛对碱敏感，有碱玻璃微珠会使聚甲醛分解，所以需要用无碱的玻璃微珠。玻璃微珠粒径会影响产品的最终性能：玻璃微珠粒径过大，在物理共混中无法挤出造粒；如果粒径过小，比表面积大的情况下，在加工过程中会带入挤出机空气，使得成型制品中造成气孔等缺陷，同时在挤出机内容易在真空段堵塞气体管路。所以要选择合适的粒径，保证成型工艺正常和最终产品质量。