[发明专利]一种耐老化高韧性聚甲醛材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种耐老化高韧性聚甲醛材料及制备方法，涉及高分子材料技术领域，该耐老化高韧性聚甲醛材料包括以下质量百分比的组分：聚甲醛树脂(POM)80％‑95％；增韧剂1％‑20％；抗氧化剂0.2～1％；抗UV剂0.1％‑2％；成核剂0.2％‑1％。本发明提供的耐老化高韧性聚甲醛树脂材料高韧性、抗老化性能优异，还具有良好的机械性能，可满足户外产品抵抗外界环境的需要，适用于制作减磨耐磨零件，传动零件，以及化工，仪表等零件。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种耐老化高韧性聚甲醛材料及制备方法。

背景技术

聚甲醛树脂,(polyformaldehyde，英文缩写为POM),又名缩醛树脂是一种没有侧链、高密度、高结晶性的线型热塑性通用工程塑料，其综合性能优良，具有自润滑性，表面光滑，有光泽，强度高，吸水性小，尺寸稳定，刚性高，抗蠕变，抗疲劳强度高等特性，尤其是有优异的耐摩擦性能，在五大通用塑料中，其年产量仅次于尼龙(PA)和聚碳酸酯(PC)，位居第三位。由于POM具有优异的强度和刚性，良好的耐腐蚀性、耐磨性和自润滑性，突出的耐疲劳性及较好的耐蠕变性，是工程塑料中力学性能最接近金属的树脂品种之一，广泛应用于汽车、机械、精密仪器、电子电气等领域，尤其适用于制作减磨耐磨零件，传动零件，以及化工，仪表等零件，比如齿轮、轴承、轴套等。然而，由于POM是一种高结晶性工程塑料(结晶度一般高达70％～85％)，球晶尺寸大，致使其缺口敏感性大，韧性差，缺口冲击强度低，应用于户外产品时，长期耐候性差，极大地限制了在各个领域中的应用和发展。

发明内容

为了克服常规聚甲醛树脂材料的缺陷，本发明提出一种耐老化高韧性聚甲醛材料及制备方法。

本发明提供了一种耐老化高韧性聚甲醛材料，包括以下质量百分比的组分：聚甲醛树脂(POM)80％-95％；增韧剂1％-20％；抗氧化剂0.2～1％；抗UV剂0.1％-2％；成核剂0.2％-1％。

在本发明的某些实施方式中，所述聚甲醛树脂为均聚型，熔点175℃，密度1.42g/cm³，热分解温度235～240℃。

在本发明的某些实施方式中，所述增韧剂为核-壳共聚物和纳米粒子所组成的复合增韧剂；具体为丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物核-壳增韧剂和纳米二氧化钛组成的复合增韧剂；复配比例为2～10：1。

在本发明的某些实施方式中，所述抗氧化剂为四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸十八酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三苯酯中的一种。

在本发明的某些实施方式中，所述抗UV剂为为BASF光稳定剂、UV329紫外线吸收剂的复配，复配比例为1～2：1。

在本发明的某些实施方式中，所述成核剂为金属盐类成核剂和无机化合物类成核剂的复配，复配比例为1～1.5：1。

在本发明的某些实施方式中，所述金属盐类成核剂为甲酸钠、硬脂酸钙、乙酸钠、对苯酚磺酸钠中的一种。

在本发明的某些实施方式中，所述无机化合物类成核剂为碳酸钠、碳酸钾、粒径在0.01～1μm范围内的滑石、云母中的一种。

本发明还提供了一种应用于上述任一项所述的耐老化高韧性聚甲醛材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、按照材料配方，包括以下质量百分比的组分：聚甲醛树脂(POM)80％-95％；增韧剂1％-20％；抗氧化剂0.2～1％；抗UV剂0.1％-2％；成核剂0.2％-1％，精确称取各组分，将纳米二氧化钛和丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物核-壳增韧剂预混合挤出制成复合增韧剂母粒；

(2)、将POM在80～90℃干燥条件下，干燥3～4h后将POM树脂以及适量白矿物油倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3min，混合均匀后配得初始混合物；