[发明专利]一种聚甲醛复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚甲醛复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。本发明以玻璃纤维和玄武岩纤维为原料，提升了玻璃纤维和玄武岩纤维与聚甲醛树脂的界面结合强度，提高基体的耐磨性，同时可以吸收紫外线对材料的耐老化性能有一定帮助；本发明以癸二酸、己二胺先反应形成聚酰胺盐，聚酯软段以提高聚合物柔韧性和可塑性的作用存在，提高相容性；本发明加入乙烯‑丙烯酸共聚物、氢氧化钙、密胺树脂加快聚甲醛材料的结晶速率，具有较好的热稳定性，提高了拉伸强度和缺口冲击强度，提升了聚甲醛复合材料的整体性能。本发明解决了目前聚甲醛材料耐磨性差，力学性能差和缺口冲击强度低的问题。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种聚甲醛复合材料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛是五大工程塑料之一，具有高模量、高刚性、耐疲劳、自润滑、耐磨损、尺寸稳定等居多特点，广泛用于家电、机械部件，特别适用于机械传动齿轮、润滑轴承、轴套等耐磨部件，是装备轻量化的重要基础材料。但是，聚甲醛在加工过程中易分解产生甲醛低分子物，导致材料力学强度下降，并造成环境污染，不适合用于载荷较高，特别是医疗、食品机械等领域。

近年来，业内对聚甲醛改性方面做了大量工作，从公开的看，大多数是基于减少其加工过程的分解，提高其耐磨性。如采用加入大量的聚四氟乙烯或石墨作耐磨剂来提高其耐磨性，却因此带来了新的问题，即形成不相容体系，使聚甲醛力学性能大幅下降；业内采用低分子甲醛捕捉剂如双氰胺等有机低分子化合物作为甲醛吸收剂，其吸收效果较好，采用低分子有机化合物如脂肪酸类或聚乙烯蜡作润滑剂提高其加工流动性，有效地提高聚甲醛的加工流动性。但由于使用大量的低分子有机化合物，在加工过程中易挥发或在使用过程中易迁移，在部件表面形成低分子膜，摩擦过程中，这种低分子膜受热分解既影响材料使用寿命又对环境产生污染；同时，使用大量的低分子化合物将导致材料力学性能大幅下降。

目前公布了一种玻纤增强聚甲醛复合材料，聚甲醛：40~70%，玻纤：10~30%，TPU：5~20%，PTFE：3~10%，抗氧剂1076：0.1~0.5%，润滑剂TAF0.1~0.5%，提高聚甲醛的润滑，但未解决玻纤分散与外露、部件表面粗糙、导致材料具有耐磨性差等问题。因此亟需开发一种高耐磨高强度的聚甲醛复合材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前聚甲醛材料耐磨性差，力学性能差和缺口冲击强度低的问题，提供一种聚甲醛复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种聚甲醛复合材料，包括聚甲醛、纤维添加剂、诱导结晶添加剂、增韧添加剂、润滑剂、抗氧化剂；

所述纤维添加剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.取玄武岩纤维按质量比3~6：7~10加入玻璃纤维混合，得混合纤维，取混合纤维经等离子体处理160~180s，得预处理纤维，取硅烷偶联剂按质量比2~5：10~20加入去离子水搅拌混合，得混合物；

S2.取混合物按质量比30~50：3~5：1~3加入纳米重晶石粉末、二硫化钼，超声，得浸渍液，取浸渍液按质量比20~30：8~10加入预处理纤维，于35~40℃搅拌混合，抽滤，取抽滤渣干燥，即得纤维添加剂。

所述步骤S1中的硅烷偶联剂为：

取烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚按质量比1~3：10~15加入去离子水，于300r/min、50~60℃搅拌混合，再加入烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚质量50~55%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，升温至80~100℃保温2~4h，冷却至室温，即得硅烷偶联剂。

所述诱导结晶添加剂的制备方法为：

按质量份数计，取5~10份乙烯-丙烯酸共聚物、3~7份氢氧化钙、20~30份密胺树脂，于180~200℃、55r/min密炼，挤出造粒，即得。