[发明专利]一种阻燃聚甲醛及其制备方法

说明书

本公开提供了一种阻燃聚甲醛及其制备方法，阻燃聚甲醛由以下重量份的组分组成：POM100份，抗氧剂0.1～5份，阻燃剂15～60份，辅助阻燃剂5～30份，含氟热塑性聚氨酯弹性体5～30份。本公开提供的阻燃聚甲醛不仅具有良好的阻燃性能，而且具有良好的力学性能。

技术领域

本公开涉及一种阻燃聚甲醛及其制备方法，属于高分子材料加工领域。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

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分子链由亚甲基和氧构成，氧含量高达53％，燃烧时，对外界氧的供应需求较少，能够在低氧浓度下迅速燃烧，氧指数仅为14.9％；其热稳定性较差，在受热时，易发生“解拉链”式的解聚反应，释放出大量甲醛，促进POM的进一步燃烧，并产生大量熔滴，因此需要对其进行阻燃改性。但阻燃改性POM具有相当大的难度。一方面，POM对酸和碱性物质非常敏感，许多阻燃剂都会加剧POM在加工过程中的分解；另一方面，POM结晶化程度高，分子链极性弱，阻燃剂在树脂中的分散性差，导致材料性能恶化的同时，还容易发生阻燃剂迁移、抽出等问题，出现“起霜”和“出汗”现象，材料的阻燃性能随着时间的延长而不断降低。因此，为了获得满意的阻燃性能，需要在POM中添加大量阻燃剂，使POM本身的优良性能，特别使力学性能损失较大。日本专利JP8084348报道日本松下电器采用钼化合物，如MoO₃、MoS₂、(NH₄)₂Mo₂O₇、CaMoO₄等和磷或磷化合物阻燃POM，可使其达UL94V-0阻燃级别，但存在阻燃剂与树脂相容性差，力学性能劣化严重等问题。石化技术与应用，1999,17(2)，冯定松等以36％POM、60％Al(OH)₃、4％铝酸酯偶联剂制得的阻燃聚甲醛的燃烧特性为2s内无明火，拉伸强度为18.2MPa，缺口冲击强度为4.0kJ/m²。热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是POM高效的增韧弹性体，可用于改善阻燃POM的力学韧性，但本公开发明人经过研究发现，TPU自身属易燃材料，氧指数仅为17～20，对POM阻燃性能产生不良影响。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种阻燃聚甲醛及其制备方法，不仅能够使POM具有较好的力学韧性和阻燃性能。

为了实现上述目的，本公开的技术方案为：

一方面，一种阻燃聚甲醛，由以下重量份的组分组成：

另一方面，一种阻燃聚甲醛的制备方法，将聚甲醛、抗氧剂、阻燃剂、辅助阻燃剂、含氟热塑性聚氨酯弹性体进行熔融混炼、挤出造粒获得阻燃电聚甲醛，其中，聚甲醛、抗氧剂、阻燃剂、辅助阻燃剂、含氟热塑性聚氨酯弹性体的质量比为100:0.1～5:15～60:5～30:5～30。

本公开采用含氟热塑性聚氨酯弹性体(或热塑性含氟聚氨酯弹性体)，向热塑性聚氨酯弹性体中引入氟元素，能够提供提高聚氨酯弹性体的阻燃抗熔滴性能，但是经过实验发现，含氟热塑性聚氨酯弹性体无法取代阻燃剂，仅采用含氟热塑性聚氨酯弹性体甚至无法使聚甲醛具有阻燃性能，因而本公开采用阻燃剂与含氟热塑性聚氨酯弹性体复合使用，不仅能够提高聚甲醛的阻燃性能，而且使阻燃聚甲醛具有良好的力学韧性。