[发明专利]一种硫酸钙晶须改性聚甲醛复合材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚甲醛复合材料及其制备工艺，尤其涉及一种硫酸钙晶须改性聚甲醛复合材料及其制备工艺。

背景技术

聚甲醛（POM）是高结晶、高密度的线性聚合物，具有耐磨、坚硬、耐疲劳、易加工和制品尺寸稳定等性能，但POM脆性大，抗冲击性能差，限制了POM制品的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有聚甲醛材料的不足，提供一种冲击强度、抗拉强度高，制备工艺简单，成本低的硫酸钙晶须改性聚甲醛复合材料及其制备工艺。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：

本发明之硫酸钙晶须改性聚甲醛复合材料由以下重量份数的原料制成：聚甲醛（POM）80～90份，硫酸钙晶须10～20 份，偶联剂1～3份，增塑剂1～5份，润滑剂0.5～1.5份；

所述偶联剂为硅烷偶联剂、马来酸酐、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、环氧大豆油中的一种或几种的混合物；

所述润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺中的一种或几种的混合物。

优选的重量配比为：聚甲醛（POM）82份，硫酸钙晶须15 份，偶联剂2份，增塑剂3份，润滑剂1份。

本发明之硫酸钙晶须改性聚甲醛复合材料的制备工艺，包括如下步骤：

（1）将硫酸钙晶须与偶联剂，加入到高速混合机中活化处理5～15min（优选10min），得改性硫酸钙晶须；所得改性硫酸钙晶须直径为10～20μm，长径比10～30；

（2）将所述聚甲醛、增塑剂、润滑剂加入到高速混合机中，混合3～7 min(优选5min)，得聚甲醛、增塑剂、润滑剂与改性硫酸钙晶须的混合物；

    （3）将步骤（2）所得混合物在同向平行双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为150～180℃（优选170℃）；

（4）将步骤（3）所得粒料在同向平行双螺杆注塑机中注塑成型，注塑温度160～180℃（优选175℃），得成品。

硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是一种硫酸钙的纤维状单晶体。研究表明，本发明使用之改性硫酸钙晶须长径比为10～30，直径为10～20μm，其具有均匀的横截面，完整的内部结构，这一特征赋予其接近晶体理论值-原子间价键的强度。由于其具有极高的强度，细微的尺寸，易与POM界面粘合，提高与基体的相容性和界面黏结力，当受外力强迫取向时，POM中的残余应力能很好地传递给硫酸钙晶须，从而提高复合材料的强度；由于硫酸钙晶须为无机物，在POM基质中分散均匀，不易团聚，使复合材料性能稳定。

本发明之硫酸钙晶须改性聚甲醛复合材料，冲击强度及抗拉强度高，可广泛用于各种对强度要求高的产品的制作。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例原料重量配比为：聚甲醛（POM）80份，硫酸钙晶须18 份，铝酸酯偶联剂2.5份，增塑剂DBP 2份，润滑剂石蜡1.2份。

制备方法：

（1）将硫酸钙晶须与铝酸酯偶联剂加入高速混合机中，在高速混合机中活化处理10min，得改性硫酸钙晶须；

（2）将所述聚甲醛、增塑剂DBP、润滑剂石蜡加入到高速混合机中，混合5 min，得聚甲醛、增塑剂DBP、润滑剂石蜡与改性硫酸钙晶须的混合物；

    （3）将步骤（2）所得混合物在同向平行双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为170℃；

（4）将步骤（3）所得粒料在同向平行双螺杆注塑机中注塑成型，温度175℃，得成品。

本实施例产品力学性能测试方法标准编号及测试结果列于表1。

实施例2

本实施例原料重量配比为：聚甲醛（POM）82份，硫酸钙晶须15 份，硅烷偶联剂2份，增塑剂DOP 3份，润滑剂硬脂酸1份。

制备方法：

（1）将硫酸钙晶须与硅烷偶联剂加入高速混合机中，在高速混合机中活化处理10min，得改性硫酸钙晶须；

（2）将所述聚甲醛、增塑剂DOP、润滑剂硬脂酸加入到高速混合机中，混合5 min，得聚甲醛、增塑剂DOP、润滑剂硬脂酸与改性硫酸钙晶须的混合物；

    （3）将步骤（2）所得混合物在同向平行双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为170℃；

（4）将步骤（3）所得粒料在同向平行双螺杆注塑机中注塑成型，温度175℃，得成品。