[发明专利]一种聚甲醛工程塑料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚甲醛工程塑料及其制备方法，属于聚甲醛工程材料技术领域，包括以下重量份原料：均聚甲醛65‑75份、增韧助剂30‑35份、共聚酰胺1‑5份、KH550 5‑15份和二苯基甲烷二异氰酸酯0.8‑8份；本发明通过在聚甲醛中加入增韧助剂，该增韧助剂有连接有柔性分子的硅烷聚乙二醇羧基和6‑羟基多巴胺的氮化硼和具有优异阻燃效果的聚酰胺分子，不仅能够与聚甲醛中的二苯基甲烷二异氰酸酯发生交联反应，提高聚甲醛的整体交联密度，两者还能形成互穿网状结构，进一步提高了聚甲醛塑料的冲击韧性和阻燃性。

技术领域

本发明属于聚甲醛工程材料技术领域，具体地，涉及一种聚甲醛工程塑料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛是五大通用工程塑料之一，是所有塑料中比强度和比刚度接近金属的树脂品种之一，具有极高的强度和刚度，优良的耐腐性、耐磨、自润滑和抗蠕变性能，耐疲劳，加工成型方便，原料廉价易得，被广泛应用于机械和电子电气等领域。但是由于聚甲醛分子链结构规整度好，分子链柔顺，结晶度高，与其它树脂或填料相容性差，在成型加工时收缩率大，内应力大，导致聚甲醛的缺口韧性低。

中国发明CN113429736B公布了一种改性聚甲醛工程塑料及其制备方法，包括制备含磷单体、制备木质素改性二氧化钛颗粒、制备含磷单体修饰二氧化钛以及制备改性聚甲醛工程塑料4个步骤，该专利通过玻璃纤维和含磷单体修饰二氧化钛共混，并通过添加二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，聚甲醛和二苯基甲烷二异氰酸酯产生交联，减小聚甲醛的缺口敏感性，但是由于玻璃纤维自身性脆并且由于木质素改性的二氧化钛颗粒较大，导致二氧化钛颗粒的分散不均匀，导致其对聚甲醛的冲击韧性的改善不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚甲醛工程塑料及其制备方法以解决以下技术问题：

如何提高聚甲醛塑料的冲击韧性和阻燃性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种聚甲醛工程塑料，包括以下重量份原料：均聚甲醛65-75份、增韧助剂30-35份、共聚酰胺1-5份、KH550 5-15份和二苯基甲烷二异氰酸酯0.8-8份；

增韧助剂的制备方法包括以下步骤：

步骤11、将纳米六方氮化硼和wt68%硝酸溶液加入三口烧瓶中，超声分散5-7h，通入氮气，升温至150-170℃，搅拌反应22-24h，加入去离子水，并用饱和氢氧化钠溶液调节pH为7-8，利用膜过滤器进行真空过滤，并将产物从过滤器上剥离，将剥离后的产物置于置于三口烧瓶中，再次加入去离子水，超声分散2-4h，再次利用膜过滤器进行真空过滤，并将剥离产物干燥，得到羟基化氮化硼；

其中，纳米六方氮化硼、wt68%硝酸溶液和去离子水的用量比为3.8-4.2g:100-120mL：1000mL,再次加入去离子水用量为首次加去离子水用量的1/2倍，在水浴超声环境下，纳米六方氮化硼N-BN键断裂，缺陷位点的B-N键受到水中氧原子的攻击，进而完成羟基化；

步骤12、将羟基化氮化硼、DMF和去离子水超声混合2h，加入硅烷聚乙二醇羧基，在20-30℃下搅拌反应0.5-1h，反应结束后，沉淀洗涤干燥，得到羧基化氮化硼，其中，羟基化氮化硼、DMF、去离子水和硅烷聚乙二醇羧基的用量比为3.8-4.2g：50-60mL：5-6mL：0.3-0.5g；羟基化氮化硼中羟基会与水解的硅烷聚乙二醇羧基中的硅氧基形成-Si-O-Si键，反应生成羧基化氮化硼；

步骤13、将羧基化氮化硼和1mol/L的PBS缓冲溶液，加入到三口烧瓶中，超声混合2h，用饱和盐酸调解pH为4-6，加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，机械搅拌2-4h,加入6-羟基多巴胺盐酸盐，继续搅拌3-5h,通过冰浴将温度降至0-4℃，继续搅拌反应10-12h，得到功能化氮化硼，其中，羧基化氮化硼、PBS缓冲溶液、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺和6-羟基多巴胺盐酸盐的用量比为1-1.2g：100-120mL：0.4-0.5g：0.2-0.3g：0.4-0.6g；