一種耐候的聚甲醛組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種耐候的聚甲醛組合物及其制備方法。該組合物由包含以下重量份的組分制成：聚甲醛100份，光穩(wěn)定劑0.2~0.8份，紫外線吸收劑0.2~0.8份，白油0.1~0.2份，硬脂酸鈣0.5~1份，主抗氧劑0.3~0.6份，輔助抗氧劑0.3~0.6份，甲醛吸收劑0.5~0.8份，成核劑0.1~0.3份。制備方法如下：將100份聚甲醛、0.2~0.8份光穩(wěn)定劑、0.2~0.8份紫外線吸收劑、0.1~0.2份白油、0.5~1份硬脂酸鈣、0.3~0.6份主抗氧劑、0.3~0.6份輔助抗氧劑、0.5~0.8份甲醛吸收劑和0.1~0.3份成核劑加入高速混合機(jī)中混合，再用排氣式同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，螺桿轉(zhuǎn)速為210-280轉(zhuǎn)/分鐘，擠出造粒得到聚甲醛組合物。本發(fā)明制備得到的組合物經(jīng)過紫外老化實(shí)驗(yàn)后，力學(xué)性能保持率高，色差與黃色指數(shù)變化小，耐候性獲得明顯提高。
【專利說明】一種耐候的聚甲醛組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種耐候的聚甲醛組合物及其制備方法。 【背景技術(shù)】
[0002]有“塞鋼”之稱的聚甲醛(POM)是一種綜合性能優(yōu)異的工程塑料，但由于分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，聚甲醛的耐候性較差，室外長期使用時(shí)易在紫外光的照射下發(fā)生降解及變色，導(dǎo)致其性能劣化甚至失效，因此，提高聚甲醛的耐候性，對拓寬其應(yīng)用具有十分重要的意義。
[0003]中國發(fā)明專利CN1274759C公開了一種耐候型聚甲醛材料及其制備方法，由該方法制備的聚甲醛材料經(jīng)過疝燈氣候箱人工加速老化1200小時(shí)，試樣的機(jī)械性能保持率遠(yuǎn)高于未改性的聚甲醛相應(yīng)的性能保持率，但專利中未提到老化實(shí)驗(yàn)對聚甲醛顏色穩(wěn)定性的影響。
[0004]中國發(fā)明專利CN1025040C公開了一種紫外光穩(wěn)定的聚甲醛模塑組合物，該組合物包含一種三嗪系的抗氧劑和紫外光穩(wěn)定劑，經(jīng)過紫外老化實(shí)驗(yàn)后，試樣的色差較小，但專利中未提到老化實(shí)驗(yàn)對聚甲醛組合物力學(xué)性能的影響。
[0005]現(xiàn)有的聚甲醛耐候改性研究存在以下不足:
[0006]1、小分子耐候改性助劑，容易從材料中析出，影響材料的長期使用性能；
[0007]2、高分子耐候改性助劑，不易在基體中擴(kuò)散，有效濃度低；
[0008]3、未見改性體系經(jīng)人工加速老化試驗(yàn)一定時(shí)間以后較全面的力學(xué)性能(拉伸、彎曲、沖擊、硬度)以及顏色性能(色差、黃色指數(shù))與老化前性能指標(biāo)的對比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種耐候的聚甲醛組合物，該組合物具有力學(xué)性能保持率高，色差與黃色指數(shù)變化小等優(yōu)點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述組合物的制備方法，該方法是以低分子光穩(wěn)定劑與高分子光穩(wěn)定劑復(fù)配，并包含紫外線吸收劑，熱穩(wěn)定體系，成核劑以及分散劑；經(jīng)過高速混合，熔融共混和擠出造粒獲得改善了耐候性的聚甲醛組合物。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0012]本發(fā)明提供了一種耐候的聚甲醛組合物，該組合物由包含以下重量份的組分制成:[0013]
聚…醛100份，
光穩(wěn)定劑0.2~0.8份，
紫外線吸收劑0.2~.0.8份，
Stt0.1 ~0.2 份，
硬脂_鈣0.5-1份’
1-:抗VW1I0.3~0.6 份，
輔助抗％〔劑03-0.6份，
H1 吸收劑0.5~0.8汾，
[0014]成核_0.卜0.3 份3
[0015]本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種上述的組合物，該組合物是由包含以下重量份的組分
制成:
[0016]
聚￥醛WO份，
光穩(wěn)記劑0.446份,
紫外線吸收劑0.5~0.8汾，
0_0.1^0.2 份,
硬脂酸鈣0.8-1份,
J￡抗氣劑0.4~0.5份，
輔助抗氧劑0.4~0.5 0]"，
甲R(shí)f吸收荊0.6-0.8份,
成核劑0.2~0.3份。
[0017]所述的聚甲醛的熔融指數(shù)為3-18g/10min，測定條件為:190°C，2.16kg載荷。
[0018]所述的光穩(wěn)定劑是(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(光穩(wěn)定劑770，分子量為 480.7)和聚-{[6-[(1，1,3, 3-四甲基丁基)]-1，3，5-三嗪-2，4-雙[(2，2，6，6-四甲基-哌啶基)亞氨基]-1，6-己二撐[(2，2，6，6-四甲基-哌啶基)亞氨基}(光穩(wěn)定劑 944，分子量為 2200-3300)。
[0019]所述的紫外線吸收劑選自2_(2’ -羥基-3’，5’ - 二枯基苯基)苯并三唑(UV234) 或2- (2’ -羥基-5’ -叔辛基)苯并三唑(UV5411)中的一種或一種以上。
[0020]所述的主抗氧劑選自三甘醇雙[3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯] (抗氧劑245)或2，2’ -亞甲基(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧劑2246)中的一種或一種以上。
[0021]所述的輔助抗氧劑為亞磷酸三(2 ? 4- 二叔丁基苯基)酯(抗氧劑168)。
[0022]所述的甲醛吸收劑為三聚氰胺。
[0023]所述的成核劑選自輕質(zhì)氧化鎂、二氧化鈦中的一種或一種以上。
[0024]本發(fā)明還提供了一 種上述耐候的聚甲醛組合物的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0025]將100份聚甲醛、0.2~0.8份光穩(wěn)定劑、0.2、.8份紫外線吸收劑、0.廣0.2份白油、 0.5^1份硬脂酸鈣、0.3^0.6份主抗氧劑、0.3^0.6份輔助抗氧劑、0.5^0.8份甲醛吸收劑和 0.r0.3份成核劑加入高速混合機(jī)中混合，再用排氣式同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，螺桿轉(zhuǎn)速為210-280轉(zhuǎn)/分鐘，擠出造粒得到耐候的聚甲醛組合物。
[0026]所述的聚甲醛在80°C下干燥3小時(shí)后使用。
[0027]所述的雙螺桿擠出機(jī)的料筒的溫度如下:
[0028]料斗:室溫、一區(qū):160~165°C、二區(qū) 165~170 °C、三區(qū):170~175 °C、四區(qū): 170~180°C、五區(qū):175~185°C、六區(qū):175~185°C、七區(qū):18(Tl90°C、八區(qū):180~19(TC、九區(qū): 18(Tl90°C，機(jī)頭:175~185°C。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0029]1、本發(fā)明采用低分子量光穩(wěn)定劑(770)和高分子量光穩(wěn)定劑(944)配合使用，相互彌補(bǔ)了各自應(yīng)用性能的不足，可以達(dá)到初期穩(wěn)定與持久穩(wěn)定兼顧的統(tǒng)一目的。
[0030]2、本發(fā)明采用經(jīng)過紫外加速老化后的材料，不但力學(xué)性能保持率高，而且，顏色穩(wěn)定性好，外觀與老化前差異小。
[0031]3、本發(fā)明使用二氧化鈦或氧化鎂作為成核劑，能夠減小聚甲醛球晶尺寸，提高聚甲醛的韌性，并兼具吸酸與光屏蔽效果。
[0032]4、本發(fā)明使用的白油能夠促進(jìn)粉劑在聚甲醛中的分散，與均勻分布，從而獲得性能穩(wěn)定的組合物。
[0033]5、本發(fā)明使用的熱穩(wěn)定體系能夠有效減少加工過程中有毒有害氣體的產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)和操作工人的身體健康。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0035]以下所用的聚甲醛的熔融指數(shù)為3-18g/10min，測定條件為:190°C，2.16kg載荷。
[0036]以下實(shí)施例所示的評價(jià)方法如下所述。
[0037]為測試組合物的耐候性能，進(jìn)行了下列測定:
[0038]1、紫外光老化試驗(yàn):根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTMG154_00a對改善了耐候性的POM和未改性的 POM進(jìn)行加速紫外老化測試，實(shí)驗(yàn)條件:UVA-340型燈管，紫外光波長340納米，黑板溫度 60±3°C /紫外光照8小時(shí)，黑板溫度50±3°C /冷凝4小時(shí)，光強(qiáng)為0.77w/m2,實(shí)驗(yàn)周期為 1000小時(shí)。
[0039]2、力學(xué)性能測試:拉伸性能按照ASTM D638測定，彎曲性能按照ASTM D790測定， 沖擊性能按照ASTM D790測定，洛氏硬度按照ASTM D785測定。
[0040]3、黃色指數(shù)變化AH:按照GB/T2409-1980測定。
[0041]4、色差 AE:按照 ASTM D2244_09b 測定。
[0042]實(shí)施例1
[0043]按重量百分?jǐn)?shù)份稱取各原料:
[0044]聚甲醛100份、光穩(wěn)定劑770:0.5份，光穩(wěn)定劑944:0.3份，UV234:0.2份，白油 0.1份，硬脂酸鈣0.5份，抗氧劑245:0.4份，抗氧劑168:0.4份，三聚氰胺0.5份，二氧化鈦0.1份。[0045]將聚甲醛在80°C下干燥3小時(shí)，后上述其它材料加入高速混合機(jī)中混合，采用排氣式同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，料筒溫度(溫度)為:
[0046]料斗一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭
[0047]室溫165 170 175 180 185 185 190 190 190 185
[0048]所制得的組合物的相關(guān)性能詳見表1。
[0049]實(shí)施例2
[0050]按重量百分?jǐn)?shù)份稱取各原料:
[0051]聚甲醛100份、光穩(wěn)定劑770:0.2份，光穩(wěn)定劑944:0.2份，UV5411:0.8份，白油 0.2份，硬脂酸鈣0.8份，抗氧劑2246:0.3份，抗氧劑168:0.6份，三聚氰胺0.6份，輕質(zhì)氧化鎂0.3份。
[0052]將聚甲醛在80°C下干燥3小時(shí)，然和上述其它材料加入高速混合機(jī)中混合，采用排氣式同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為210轉(zhuǎn)/分鐘，料筒溫度rc) 為:
[0053]料斗一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭
[0054]室溫160 165 170 170 175 175 180 180 180 175
[0055]所制得的組合物的相關(guān)性能詳見表1。
[0056]實(shí)施例3
[0057]按重量百分?jǐn)?shù)份稱取各原料:
[0058]聚甲醛100份、光穩(wěn)定劑770:0.4份，光穩(wěn)定劑944:0.3份，UV234:0.5份，白油 0.1份，硬脂酸鈣1份，抗氧劑245:0.3份，抗氧劑168:0.6份，三聚氰胺0.8份，輕質(zhì)氧化鎂0.2份。
[0059]將聚甲醛在80°C下干燥3小時(shí)，然和上述其它材料加入高速混合機(jī)中混合，采用排氣式同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，料筒溫度rc) 為:
[0060]料斗一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭
[0061]室溫160 170 170 175 180 180 185 185 185 180
[0062]所制得的組合物的相關(guān)性能詳見表1。
[0063]表1
[0064]
【權(quán)利要求】
1.一種聚甲醛組合物，其特征在于:該組合物由包含以下重量份的組分制成:mnm勵(lì)份，光Cl記擁0.2~0.8 (分，紫外線吸收劑0.2~0.8份，r Iiiii0.〗~0.2 份，硬脂酸鈣0.5~i份，1:抗鉍劑0.3~0.6份，輔助抗氣劑0.3~0.6份,平酸吸收劑0.5~0.8份，成核劑0.1~0.3份<>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛組合物，其特征在于:該組合物是由包含以下重量份的組分制成:聚屮酸100份，光穩(wěn)記劑0.44.6份，紫外線吸收劑0.5~0.8份，n油O」~0.2份，硬脂酸鈣0.8-1份，1-:抗氣劑0.4.~0.5份，輔勵(lì)抗.K劑0.4~0.5份’1I1 SI吸收劑0.6~0.8份，成核劑0.2~0-3份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚甲醛組合物，其特征在于:所述的聚甲醛的熔融指數(shù)為 3-18g/10min，測定條件為:190°C, 2.16Kg 載荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚甲醛組合物，其特征在于:所述的光穩(wěn)定劑是雙 (2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和聚-{[6-[ (1，I, 3，3-四甲基丁基)]_1，3，5-三嗪-2，4-雙[(2，2，6，6-四甲基-哌啶基)亞氨基]-1，6-己二撐[(2，2，6，6-四甲基-哌啶基)亞氨基}。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚甲醛組合物，其特征在于:所述的紫外線吸收劑選自2-(2’ -羥基-3’，5’ - 二枯基苯基)苯并三唑或2- (2’ -羥基-5’ -叔辛基)苯并三唑中的一種或一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚甲醛組合物，其特征在于:所述的主抗氧劑選自三甘醇雙[3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]或2，2’ -亞甲基(4-甲基-6-叔丁基苯酹)中的一種或一種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚甲醛組合物，其特征在于:所述的輔助抗氧劑為亞磷酸三(2 ? 4- 二叔丁基苯基)酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚甲醛組合物，其特征在于:所述的甲醛吸收劑為三聚氰胺；所述的成核劑選自輕質(zhì)氧化鎂、二氧化鈦中的一種或一種以上。
9.權(quán)利要求1至8任一所述的聚甲醛組合物的制備方法，其特征在于:該方法包括以下步驟:將100份聚甲醛、0.2^0.8份光穩(wěn)定劑、0.2^0.8份紫外線吸收劑、0.f 0.2份白油、 0.5^1份硬脂酸鈣、0.3^0.6份主抗氧劑、0.3^0.6份輔助抗氧劑、0.5^0.8份甲醛吸收劑和 0.r0.3份成核劑加入高速混合機(jī)中混合，再用排氣式同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，螺桿轉(zhuǎn)速為210-280轉(zhuǎn)/分鐘，擠出造粒得到聚甲醛組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚甲醛組合物的制備方法，其特征在于:所述的聚甲醛在 80°C下干燥3小時(shí)后使用；所述的雙螺桿擠出機(jī)的料筒的溫度如下:料斗:室溫、一區(qū):160~165°C、二區(qū) 165~170°C、三區(qū):170~175°C、四區(qū):17(Tl8(TC、五區(qū):175~185°C、六區(qū):175~185°C、七區(qū):18(Tl90°C、八區(qū):180~19(TC、九區(qū):18(Tl90°C，機(jī)頭:175~185°C。
【文檔編號】C08K5/098GK103571153SQ201210270406
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】王貽孫 申請人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司