[发明专利]一种低成型收缩率聚甲醛及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成型收缩率聚甲醛及其制备方法，属于化学工业技术领域。

背景技术

聚甲醛(POM)是以[-CH₂-O-]为主链、无支化、高熔点、高密度、高结晶热塑性工程塑料，具有很高的强度和刚度、优秀的耐蠕变性、耐疲劳性、固有润滑性、耐磨损性和耐化学药品性等，是工程塑料中最接近金属的品种，可用以代替铜、铝、锌等有色金属及合金制品，广泛应用于电子电气、汽车、轻工、机械、化工、建材等领域。

由于POM是一种无支链的线形聚合物，分子链结构简单规整，结晶速度快，结晶度高，且易于形成大球晶结构，因而在成型过程中制品收缩率大，难于精密成型，在储存和使用过程中也会出现一定程度的收缩行为，从而产生局部内应力，导致产品翘曲、尺寸不稳定。随着现代科技的发展及POM日益广泛的应用，诸多应用场合都对其强度、刚性及尺寸稳定性提出了越来越高的要求。为降低POM的成型收缩率，通常采用添加无机纳米粒子、增强纤维等方法复合改性POM；但由于POM结晶化程度高，分子链极性弱，与大多数填料的相容性较差，因而大量无机填料的加入使其力学性能损失较大，特别是力学韧性大幅降低，不利于聚甲醛材料的进一步应用。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种具有低成型收缩率的聚甲醛及其制备方法，采用尼龙纤维及不同几何形态的无机纳米填料与聚甲醛复合，一方面尼龙纤维的取向结构限制了POM的成型收缩，同时由于尼龙分子上的胺基可与POM分子上的氧原子形成分子间氢键作用，增强二者的界面作用，从而可保持POM较好的力学性能。另一方面，通过不同几何形态的无机纳米填料的适当堆积排列，可使POM复合材料结构更加致密，进一步降低其成型收缩率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种低成型收缩率聚甲醛，是由以下重量份的原料制成：

聚甲醛(POM，熔融指数9-27g/10min)100份，抗氧剂0.1～0.3份，甲醛吸收剂0.05～2份，甲酸吸收剂0.05～0.5份，尼龙纤维5～20份，球形无机填料5～20份，片状无机填料5～20份，针状无机填料5～20份，润滑剂0.05～0.5份；

优选的，该低成型收缩率聚甲醛，是由以下重量份的原料制成：

聚甲醛(POM，熔融指数9-27g/10min)100份，抗氧剂0.1～0.3份，甲醛吸收剂0.1～0.7份，甲酸吸收剂0.07～0.1份，尼龙纤维5～20份，球形无机填料5～20份，片状无机填料5～10份，针状无机填料5～10份，润滑剂0.05～0.5份。

进一步优选的，该低成型收缩率聚甲醛，是由以下重量份的原料制成：

聚甲醛(POM，熔融指数9-27g/10min)100份，抗氧剂0.3份，甲醛吸收剂0.1份，甲酸吸收剂0.1份，尼龙纤维20份，球形无机填料5份，片状无机填料10份，针状无机填料10份，润滑剂0.2份。

所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即：Irganox1010)，N,N'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺(即：Irganox 1098)，β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯(即：Irganox 1076)，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(即：BHT(264))中的任一种。

所述甲醛吸收剂为三聚氰胺、双氰胺、尿素、酰肼中的任一种。

所述甲酸吸收剂为氧化镁、硅酸钙、甘油磷酸钙、氢氧化镁、碳酸钙中的任一种。

所述尼龙纤维为尼龙6纤维、尼龙66纤维中的任一种。

所述球形无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、硅藻土中的任一种。

所述片状无机填料为蒙脱土、云母、滑石粉中的任一种。

所述针状无机填料为碳化硅晶须、氧化锌晶须、钛酸钾晶须中的任一种。

所述润滑剂为甘油单硬脂酸酯、双硬酯酰胺、季戊四醇三硬脂酸酯中的任一种。

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，对聚甲醛熔融指数有一定的要求。本发明中所选用的聚甲醛的熔融指数为9-27g/10min，可以与尼龙纤维和不同形状的无机填料实现良好的相容。

本发明还提供了该低成型收缩率聚甲醛的制备方法，步骤如下：