[发明专利]一种增强增韧聚甲醛复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增强增韧聚甲醛(POM)复合材料及其制备方法，属于高分子材料改性技术领域。所述增强增韧聚甲醛复合材料，由以下重量分数组分构成：POM：500‑640份；TPU：200‑470份；纳米刚性粒子：20‑40份；偶联剂：1‑2.2份；抗氧剂：5‑10份。本发明采用纳米无机刚性粒子提高POM材料的刚性，同时通过TPU增韧POM以保持其韧性，从而获得高强度和高韧性的聚甲醛复合材料，特别适合应用于工业机械、汽车零部件、工程结构件等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料改性领域，特别涉及一种增强增韧聚甲醛复合材料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛(POM)是一种以[-CH2-O-]n为主链的聚合物，具有高结晶性、高强度、低蠕变、优异的尺寸稳定性等特点，并且有出色的自润滑性和高耐磨性的特点，非常适合用于工业齿轮、轴承、卡扣等紧密零件，可以替换铜、锌、铅等金属，应用于工业机械、汽车零件、精密仪器、电子电器等领域，俗称赛钢。

作为五大通用工程塑料之一的聚甲醛，是所有塑料中比强度和比刚度接近金属的树脂品种之一，这也正是源于它的诸多优点：极高的强度和刚度，良好的尺寸稳定性，优良的耐腐性、耐磨、自润滑和抗蠕变性能，无噪音，耐疲劳，临界PV值高，加工成型方便，原料价廉易得，在新型结构材料中占有重要位置，但其美中不足的是存在韧性不高的问题。为提高聚甲醛的性能，扩展聚甲醛的应用领域，需要将聚甲醛通过适当的物理、化学手段与相应的物质复合形成改性后的聚甲醛复合材料。但是，若用弹性体对其进行增韧，其韧性虽可改善，但却损失了材料宝贵的刚性。

究其原因，POM分子链结构简单规整度高，且无支链，因此其结晶度非常高、结晶速度快，但也使其结晶尺寸大导致缺口冲击较差，并且对缺口敏感、残留内应力高。为了改善POM韧性，目前最常用的方法就是热塑性聚氨酯(TPU)共混改性，通过加入合适的TPU材料可以大幅度提高POM的冲击强度，但同时也降低了POM的刚性，因此极大的限制了增韧POM的应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术难点，本发明提供了一种增强增韧聚甲醛复合材料及其制备方法，通过引入纳米刚性粒子填充POM，再与TPU共混，成功获得了超高韧性，同时保证POM材料的刚性，从而获得高强度和高韧性的聚甲醛复合材料。

所述技术方案如下：

一方面，提供了一种增强增韧聚甲醛复合材料，由以下重量分数成分组成：

POM：500-640份，

TPU：200-470份，

纳米刚性粒子：20-40份，

偶联剂：1-2.2份，

抗氧剂：5-10份。

进一步地，所述增强增韧聚甲醛复合材料，由以下重量分数成分组成：

POM：550-620份，

TPU：270-415份，

纳米刚性粒子：35-40份，

偶联剂：1.5-2.2份，

抗氧剂：6.5-10份。

进一步地，所述POM为共聚POM或均聚POM。

进一步地，所述TPU为聚醚型聚氨酯弹性体，其邵A硬度≤85A。

进一步地，所述纳米刚性粒子为纳米硫酸钙晶须、纳米碳酸钙粉体、纳米氧化硅粉体、纳米氧化铝粉体中的任意一种或它们的任意一种组合。

进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

另一方面，提供了一种增强增韧聚甲醛复合材料的制备方法，包括：