[发明专利]一种新型聚甲醛复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型聚甲醛复合材料，由以下步骤制备而成：(1)称取POM 100份、改性填料10‑20份、热稳定剂10‑26份和润滑剂0.1‑1份加入高混机中常温混合5‑10min，得到混合物料；(2)将混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒。其中改性填料由氧化锌晶须、云母和氧化锆按质量比为1:4:2复配而成；热稳定剂由质量比为5：2的β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和凹凸棒土复配而成。本发明所制备的新型聚甲醛复合材料具有优异的力学性能、耐磨性和耐热性。

技术领域

本发明涉及工程塑料改性的技术领域，具体涉及一种新型聚甲醛复合材料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛(Polyoxmethylene，简称POM)是一种分子主链含有氧化亚甲基(-CH2O-)重复单元的线型高结晶性聚合物，其分子链构型规整、结晶度高，熔融加工时结晶速度很快，易形成大的放射性球晶，所以聚甲醛是无支链的高结晶性、高密度、高熔点的热塑性工程塑料。聚甲醛具有较高的弹性模量、刚性、硬度、拉伸强度、耐疲劳强度、抗冲击强度，具有金属塑料之称，可用来代替金属及合金制品，被广泛用于汽车工业、电子电器、家用电器、精密仪器和建材等行业。

由于聚甲醛结晶度高、结晶速率快，使其韧性较低、缺口敏感性大、成型收缩率高达1.5-3.5％；而且成型过程中收缩不均匀，呈各项异性，容易产生变形，影响制件的尺寸精度。另一方面，聚甲醛的长期热稳定性较差，因为其分子链两端都含有不稳定的半缩醛端基(-OCH:-OH)，加热时半缩醛键自链端开始断裂，均聚甲醛可发生连续解聚直到全部成为甲醛气体。共聚甲醛则裂解到-C-C-键(如-CH₂-CH₂-O)为止。以上两个问题是聚甲醛的使用过程中亟待解决的技术问题。

通常对聚甲醛的改性主要是在聚甲醛中加入热塑性聚氨酯、改性聚烯烃、聚酰胺、聚醚、聚酯等以提高聚甲醛的韧性，但是聚甲醛与这类增韧剂之间的相容性较差，难以达到预期的增韧目的。另一方面，聚甲醛的热稳定性的提高通常是将其与含氮类化合物混合，使酰胺基团上的活泼氢对甲醛由很好的加成作用，同时由于含氮化合物具有碱性，能与甲酸等酸性产物中和，起到缓减酸解的作用，从而提高聚甲醛的耐热性，但是含氮化合物熔融加工中容易挥发，发生迁移而形成模垢，给加工带来不便。

氧化锌晶须由两种形态，一种是纤维状晶须，另一种是四针状晶须；四针状氧化锌晶须微观为三维四针状立体结构，即晶须有一核心，从核心径向方向伸展出四根针状晶体，每根针状体的夹角为109°，具有抗静电、抗菌、增强等性能，可用于聚合物的增强、抗菌改性。

凹凸棒土又称坡缕石，是一种具有纤维纹理层链状过渡结构的无机矿物，表面具有亲水性的硅羟基和水分子，呈弱碱性，内部孔道极易吸附水；其晶体结构成长宽比很高的纤维状或窄带状，其结构属2:1型，在每个2:1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒形成层链状，每个单元层相互间通过氧连接成孔道式的晶体结构，基于此凹凸棒土通常被用于吸附剂、催化剂及其载体、钻井泥浆增稠剂等。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种新型聚甲醛复合材料，其具有优异的力学性能尤其是韧性和良好的耐热性。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种新型聚甲醛复合材料，由以下组分按质量份制备而成：

POM 100份

改性填料10-20份

热稳定剂10-26份

润滑剂0.1-1份；

所述改性填料由氧化锌晶须、云母和氧化锆按质量比为1:4:2复配而成。

作为优化，所述的改性填料按照以下步骤进行制备：