[发明专利]一种PUR增韧增强改性聚甲醛材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PUR增韧增强改性聚甲醛材料，包括以下重量份的组分：聚甲醛100份、湿气反应型聚氨酯树脂(PUR)10~30份、氧化铝粉5~10份、抗氧化剂0.5~1.5份、光稳定剂0.2~0.5份、润滑剂0.5~2份。PUR增韧增强聚甲醛材料以保持其韧性，同时通过氧化铝粉提高聚甲醛材料的耐磨性能，从而获得高耐磨强度和高韧性的聚甲醛材料，本发明制备的增韧增强改性聚甲醛材料，具有低摩擦系数、吸水性小、尺寸稳定、硬度高、刚性好、冲击强度高、耐磨性好等特点。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种PUR增韧增强改性聚甲醛材料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛，英文名称Polyoxymethylenes(简称POM)又称聚氧化亚甲基、聚缩醛，俗称为超钢、赛钢，乃分子主链中含有[-CH2-O-]链节的线性高分子化合物，是为乳白色不透明高结晶的线性热塑性树脂。聚甲醛是一种没有侧边官能基、高密度、高结晶的线性聚合物，具有高硬度、高拉伸强度和较好的冲击强度，具有优异的耐化学药品性，尺寸稳定性好等性能，适用于高刚性，耐摩擦性的产品。聚甲醛典型的工艺应用为注塑成型，应用在包括高性能工程部件，例如小齿轮、紧固件、凸轮、轴承等。另外该材料亦被广泛使用在化工、建筑、汽车和消费电子等产业。

聚甲醛虽然有优秀的综合性能，但聚甲醛因其结晶度高，球晶大，韧性差，缺口敏感性较大，缺口冲击强度较低，如此大大限制了聚甲醛的应用，故在工业应用上，需要进行增韧改性。然而聚甲醛分子间的极性很弱，既没有侧基又无官能基团，与大多数的聚合物兼容性极差，若使用聚合物来增韧改性，就必须提高聚甲醛和增韧剂之间的兼容性，并提高接口结合力，以此来提高聚甲醛增韧材料的综合性能。目前通常使用热塑性聚氨酯弹性体、聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、丁腈橡胶等聚合物共混方式来改善其韧性性能，其中最广泛应用、并实现工业化的聚甲醛增韧体系乃是聚甲醛与热塑性聚氨酯弹性体体系。聚甲醛具有分子链结构简单规整和球型晶形尺寸较大的特点，与其它聚合物间的兼容性极差且缺口敏感性大，不容易进行增韧改性，所以对于聚甲醛的增韧改性研究有着实质上的意义，迫切需要一种取而代之的制备工艺。

中国专利ZL200410040158.8公开了以乙烯-醋酸乙烯为增容剂，用来改善聚甲醛与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)之间的兼容性，增强TPU与聚甲醛两相之间的共混的黏结力，来提高增韧效率，研究制备了POM/热塑性聚氨酯弹性体共混物，当聚氨酯用量为15-30份时，POM缺口冲击强度可达20KJ/m2左右，但其拉伸强度下降明显，仅为34MPa左右。热塑性聚氨酯弹性体是聚甲醛常用的增韧改性剂，但聚甲醛的应用产品物性要求较高，工业上聚甲醛除了提升韧性的同时，聚甲醛的刚性和强度不可大幅度下降。

中国专利ZL200510020429.8公开采用自制力化学反应器将热塑性聚氨酯弹性体与碳酸钙、二氧化硅、滑石粉等复合制备超细复合粉体，再与POM复合，获得了具有较高冲击韧性的P0M。当聚氨酯用量为20份时，其缺口冲击强度可达17KJ/m2，拉伸强度达39MPa，下降较小。但由于热塑性聚氨酯弹性体热稳定性较差，在较高温度(200℃)成型加工易引起其分子降解，从而使其增韧效果减弱。另一方面，较高用量的聚氨酯弹性体虽能显着增加POM冲击韧性，但会导致其力学强度的大幅降低；采用颗粒状填料对其综合力学性能的改善也不明显。

中国专利CN102532797A公开了添加聚氨酯弹性体及硅氧烷母粒改性聚甲醛材料，改善聚甲醛回弹性，耐磨性及润滑性，扩大聚甲醛材料的应用范围。聚氨酯弹性体添加可以改善材料的回弹性及硅氧烷母粒改善耐磨性能。

中国专利CN102585433A公开了一种耐磨，增强聚甲醛合金材料，该材料添加玻璃纤维增强聚甲醛的抗拉，弯曲强度，添加聚四氟乙烯提高耐磨性能，但存在不容易分散均匀问题，影响整体性能。因此，研究开发POM高效增强增韧体系，对增韧POM的研究应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种PUR增韧增强改性聚甲醛材料及其制备方法，解决了聚甲醛冲击韧性和力学的强度低的技术问题。