[发明专利]纺丝级聚甲醛材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子工程塑料技术领域，尤其涉及一种纤维级聚甲醛及其制备方法，该方法是通过单体配比、润滑剂等助剂添加比例的调整来获得可纺性能优异、强度高、拉伸回复性能良好的纤维级聚甲醛。

背景技术

聚甲醛是一种综合性能优良的工程塑料，被广泛用于汽车、电子电气、家用电器、精密机械和建筑材料等行业。

由于聚甲醛拥有优异的综合性能，因此由纤维级聚甲醛专用料所制备的聚甲醛纤维也继承了其大部分的优点，聚甲醛纤维具有高刚、高强的特点，纤维尺寸稳定性好，耐化学性，尤其是耐碱性优异。为此，聚甲醛纤维可广泛的应用于混凝土增强材料、网状过滤材料以及绳索等领域。

由于聚甲醛树脂的结晶速率快，在纤维的熔融纺丝、拉伸定型工序中，原纤维容易断裂，导致聚甲醛纤维的生产效率低，其工业化生产受到限制；同时，因拉伸倍率过低，影响纤维强度，使得纤维制品的市场开拓和运用受到限制。由于普通的聚甲醛由于结晶度高、结晶快，且树脂本身添加的助剂较多（尤其是无机类的），而不适合纺丝，因此纺丝级聚甲醛材料专用料的开发是必须的。

现有的技术中，有通过调整机体树脂结晶速率来改善纤维制品的可纺性，从而提高强度的方法；还有有通过改性纺丝聚甲醛，优化熔融纺丝工艺，提高纺丝效率，使纺丝稳定的方法。

专利文件CN102677217A公开了一种将纳米碳酸钙改性后与聚甲醛混合，然后将该混合物用双螺杆挤出、造粒，再进行干燥、纺丝的技术方案。该专利指出改性后的纳米碳酸钙聚甲醛复合纤维力学性能都有较好的提高，纤维表面变得粗糙，密度变大，在于水泥的共混中混合效果更好；该方法未进行基体树脂本身结晶调节，树脂在纺丝过程中的可纺性较差，初生纤维绕卷易断丝；并且树脂基体中填充有无机粒子，拉伸时易产生应力集中，纤维拉伸易出现“毛丝”（少量纤维拉伸时断裂）；同时，因纤维拉伸倍率低，强度低。

专利文件CN101792938B公开了一种采用熔融指数较低（MFR=1.8g/10min）的聚甲醛纺丝的方法，为克服熔融指数过低熔体流动性差，不利于初生纤维的卷绕，而采用多级缓冷、多级拉伸的方法，以获得均匀性较好、高模、高强、性能稳定的纤维；该方法工艺复杂，纤维制品的生产过程中不可控因素较多；且原料的选择有所限制，普通牌号或低粘度产品在其现有的工艺下达不到目标要求，因而作为聚甲醛纤维的工业化生产将受到限制。

专利文件CN102011201A公开了一种通过缓冷-骤冷的方法处理初生纤维，控制结晶，制备高强度聚甲醛纤维的方法。该方法选用不同粘度的聚甲醛，采用热溶液水浴加压拉伸，以获得高断裂强度的聚甲醛纤维；该方法通过纤维的后处理调节其结晶，以求获得高强度的纤维制品，但其初生纤维的拉伸定型工艺较为复杂，生产效率低，成本较高，在中高端市场竞争力较弱，产品的市场推广以及应用受到了极大的限制。

专利文件CN1504508A、CN100334271C公开了通过调节氧化烯单元的比例，控制结晶，以求制得具有高强度、高弹性模数的聚甲醛纤维的方法。前者通过控制半缩醛末端基含量、调节氧化烯单元的量、选取适宜范围的熔融指数，来提高生产效率，并制备高强度、高弹性模量的聚甲醛树脂拉伸体；后者在调节氧化烯单元的量、控制半缩醛末端基含量以及半结晶时间的基础上，进一步对纤维的拉伸工艺进行补充，如牵引速率、加热温度等，以制备高强度、高弹性模数的聚甲醛纤维；但在后期纺丝过程中的流动性、分散性不好，影响最终产品性能，易在纤维中产生应力集中点，纤维断裂频繁，初生纤维拉伸受到限制，生产效率低。且生产工艺复杂，成本高，使得生产出的聚甲醛纤维的实用性以及其推广受到限制。

因此需要一种用于纺丝的聚甲醛材料，该材料具有低成本，且流动性和分散性较好，提高可纺性，能够生产出高强度纤维制品，生产工艺简单易操作，与现有技术相比，成本较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纺丝级聚甲醛材料及其制备方法，该材料具有低成本，且流动性和分散性较好，提高可纺性，能够生产出高强度纤维制品，生产工艺简单易操作，与现有技术相比，成本较低。

本发明的纺丝级聚甲醛材料及其制备方法，纺丝级聚甲醛材料由下列原料熔融挤出形成，该原料按重量份包括以下组份：聚甲醛树脂聚合物100份，抗氧剂0.01-3份，甲醛吸收剂0.01-7份，润滑剂0.05-5份。

进一步，聚甲醛树脂聚合物中，每100mol的甲醛重复单元含有氧化烯结构单元为0.5_-6mol；其中，氧化烯结构单元中R1、R2选自氢或碳原子数为1-4的烷烃，n为2-4；