具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)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，涉及具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物及其制備 方法，尤其涉及一種通過一種新型環(huán)糊精包合物來獲得同時(shí)兼具高熱穩(wěn)定性和優(yōu)異力學(xué)性 能的聚甲醛復(fù)合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚甲醛（P0M)因具有優(yōu)良的綜合性能而被廣泛應(yīng)用，其主要優(yōu)點(diǎn)包括強(qiáng)度高，剛 性好，硬度大，耐溶劑性和耐蝕性優(yōu)良，且成型加工性能良好等，因此是十分理想的工程塑 料之一。然而，由于特殊的分子結(jié)構(gòu)，其熱穩(wěn)定性較差，在熔融加工期間會(huì)發(fā)生降解，從而產(chǎn) 生大量的甲醛氣體，不但污染環(huán)境，危害人類健康，且易被氧化為甲酸，并導(dǎo)致聚甲醛發(fā)生 酸解，使得材料性能進(jìn)一步下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個(gè)目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù) 合物P0M-IC-P0M。
[0004] 本發(fā)明具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物P0M-IC-P0M為共混物，該共混物包括聚 甲醛(作為基體)、環(huán)糊精包合物(作為添加劑）；聚甲醛和環(huán)糊精包合物的質(zhì)量比為100 : 0? 5 ~2 ; 作為優(yōu)選，聚甲醛和環(huán)糊精包合物的質(zhì)量比為100:1; 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制備上述高分子復(fù)合物P0M-IC-P0M的方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)手段包括以下步驟： 步驟（1).將聚甲醛及環(huán)糊精包合物分別在8(niO°C下真空干燥48~72h; 步驟（2).將干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物按質(zhì)量比為100 :0. 5~2,加入到熔融混 煉設(shè)備中，于180~200°C下進(jìn)行熔融混煉，得到混合物； 所述的熔融混煉設(shè)備為密煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)； 如將干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物加入密煉機(jī)進(jìn)行熔融混煉，預(yù)混時(shí)密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子 速度為10~30rpm/min，烙融混煉1~2min，然后將轉(zhuǎn)子速度提升至45~75rpm/min，烙融 混煉5~lOmin; 如將干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物加入單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融 混煉，喂料時(shí)螺桿擠出機(jī)的螺桿速度為10~20rpm/min，擠出時(shí)將螺桿速度提升至45~ 75rpm/min； 步驟（3).將混合物從熔融混煉設(shè)備中出料，降至常溫并結(jié)晶，得到高熱穩(wěn)定性的聚甲 醛復(fù)合物P0M-IC-P0M。
[0006] 所述的環(huán)糊精包合物為環(huán)糊精與聚甲醛復(fù)合而成，具體制備如下：將環(huán)糊精、聚甲 醛分別溶于水與六氟異丙醇（HFIP)溶劑中，配制得到兩種飽和溶液，將環(huán)糊精的水溶液逐 滴滴加入聚甲醛的六氟異丙醇溶劑中混勻，然后進(jìn)行抽濾得到白色沉淀，干燥、研磨后即可 獲得環(huán)糊精包合物； 所述的聚甲醛與環(huán)糊精的質(zhì)量比為1:5~15 ; 作為優(yōu)選，所述的環(huán)糊精為a環(huán)糊精； 作為優(yōu)選，步驟（2)中干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物按質(zhì)量比為100 :1加入到熔融 混煉設(shè)備進(jìn)行熔融混煉。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明創(chuàng)新性地將一種環(huán)糊精包合物作為添加劑成功地對(duì)P0M進(jìn)行了改性，表現(xiàn)出兩 方面的優(yōu)點(diǎn)：（1)組成簡(jiǎn)單，且添加量小，通過簡(jiǎn)單添加即可實(shí)現(xiàn)聚甲醛材料熱穩(wěn)定性的大 幅提高，這在之前從未有過報(bào)道；（2)此外，此種聚甲醛復(fù)合物在保證一定斷裂伸長率的同 時(shí)對(duì)材料的強(qiáng)度沒有影響，可滿足實(shí)際需要。
[0008] 本發(fā)明選擇一種環(huán)糊精包合物的原因如下：（1)這種環(huán)糊精包合物為聚甲醛與環(huán) 糊精的復(fù)合物，減少了其它組分的引入，而且也降低了其它組分的添加量；（2)使材料熱穩(wěn) 定性大幅提高的基礎(chǔ)上，也保證了材料的力學(xué)性能。
[0009] 本發(fā)明的高分子復(fù)合物極大提高了聚甲醛的熱穩(wěn)定性，且保證了材料優(yōu)異的力學(xué) 性能，可以應(yīng)用在汽車工業(yè)、建筑、電子電器等等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0010] 圖1為對(duì)比例1、實(shí)施例2-1所制備的材料在氮?dú)鈿夥障碌臒嶂胤治鰣D； 圖2為對(duì)比例1、實(shí)施例2-1所制備的材料在氮?dú)鈿夥障碌奈⑸虩嶂胤治鰣D； 圖3為對(duì)比例1、實(shí)施例2-1所制備的材料的力學(xué)性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的分析。
[0012] 首先制備環(huán)糊精包合物，具體實(shí)施例如下： 實(shí)施例1-1 (1) 將5g環(huán)糊精溶于水中，配制得到飽和溶液； (2) 將lg聚甲醛溶于六氟異丙醇（HFIP)溶劑中，配制得到飽和溶液； (3) 將上述配制得到的環(huán)糊精的水溶液逐滴滴加入聚甲醛的六氟異丙醇溶劑中混勻， 抽濾，得到白色沉淀干燥、研磨后即可獲得環(huán)糊精包合物。
[0013] 實(shí)施例1-2 (1) 將15g環(huán)糊精溶于水中，配制得到飽和溶液； (2) 將lg聚甲醛溶于六氟異丙醇（HFIP)溶劑中，配制得到飽和溶液； (3) 將上述配制得到的環(huán)糊精的水溶液逐滴滴加入聚甲醛的六氟異丙醇溶劑中混勻， 抽濾，得到白色沉淀干燥、研磨后即可獲得環(huán)糊精包合物。
[0014] 實(shí)施例1-3 (1) 將l〇g環(huán)糊精溶于水中，配制得到飽和溶液； (2) 將lg聚甲醛溶于六氟異丙醇（HFIP)溶劑中，配制得到飽和溶液； (3) 將上述配制得到的環(huán)糊精的水溶液逐滴滴加入聚甲醛的六氟異丙醇溶劑中混勻， 抽濾，得到白色沉淀干燥、研磨后即可獲得環(huán)糊精包合物。
[0015] 然后利用實(shí)施例1-1~1-3制備得到的環(huán)糊精包合物與聚甲醛制備聚甲醛復(fù)合物 P0M-IC-P0M，具體實(shí)施例如下： 對(duì)比例1. 步驟（1).將聚甲醛在8(TllO°C下真空干燥48~72h; 步驟（2).將50g干燥后的聚甲醛加入密煉機(jī)中，于180~200°C下熔融共混，10~ 30rpm/min轉(zhuǎn)速下烙融混煉1~2min，然后將轉(zhuǎn)子速度提升至45~75rpm/min，烙融混煉 5 ~10min〇
[0016] 步驟（3).將聚甲醛熔體從密煉機(jī)中出料，降至常溫并結(jié)晶，得到聚甲醛材料。
[0017]實(shí)施例 2-1. 步驟（1).將聚甲醛、環(huán)糊精包合物分別在8(Tll(TC下真空干燥48~72h; 步驟（2).將50g干燥后的聚甲醛與0.5g干燥后的環(huán)糊精包合物加入密煉機(jī)中，于 180~200°C下熔融共混，10~30rpm/min轉(zhuǎn)速下熔融混煉1~2min，然后將轉(zhuǎn)子速度提升 至45~75rpm/min，溶融混煉5~lOmin。
[0018] 步驟（3).將共混物從密煉機(jī)中出料，降至常溫并結(jié)晶，得到聚甲醛復(fù)合物材料。
[0019] 實(shí)施例2-1制備的聚甲醛復(fù)合物中聚甲醛與環(huán)糊精包合物的質(zhì)量比為50:0. 5。
[0020] 將對(duì)比例1、實(shí)施例2-1所制備的材料進(jìn)行熱穩(wěn)定性測(cè)試，其測(cè)試條件為：從30°C 以10°C/min的升溫速率升至600°C;氮?dú)夥諊?br>[0021] 表1對(duì)比例1、實(shí)施例2-1所制備的材料氮?dú)鈿夥障聼岱€(wěn)定性測(cè)試結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物，為共混物，其特征在于該共混物包括聚甲醛、環(huán) 糊精包合物，聚甲醛和環(huán)糊精包合物的質(zhì)量比為100 :〇. 5~2 ; 所述的環(huán)糊精包合物為環(huán)糊精與聚甲醛復(fù)合而成。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物，其特征在于聚甲醛和環(huán)糊精 包合物的質(zhì)量比為100 :1。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物，其特征在于所述的環(huán)糊 精包合物具體制備如下：將環(huán)糊精、聚甲醛分別溶于水與六氟異丙醇溶劑中，配制得到兩種 飽和溶液，將環(huán)糊精的水溶液逐滴滴加入聚甲醛的六氟異丙醇溶劑中混勻，然后進(jìn)行抽濾 得到白色沉淀，干燥、研磨后即可獲得環(huán)糊精包合物； 所述的聚甲醛與環(huán)糊精的質(zhì)量比為1:5~15。
4. 如權(quán)利要求1或2或3或所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物，其特征在于所述 的環(huán)糊精包合物中環(huán)糊精為a環(huán)糊精。
5. 制備如權(quán)利要求1所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物的方法，其特征在于該方 法包括以下步驟： 步驟（1).將聚甲醛及環(huán)糊精包合物分別在8(Tll(TC下真空干燥48~72h; 步驟（2).將干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物按質(zhì)量比為100 :0. 5~2,加入到熔融混 煉設(shè)備中，于180~200°C下進(jìn)行熔融混煉，得到混合物； 所述的環(huán)糊精包合物為環(huán)糊精與聚甲醛復(fù)合而成； 步驟（3).將混合物從熔融混煉設(shè)備中出料，降至常溫并結(jié)晶，得到高熱穩(wěn)定性的聚甲 醛復(fù)合物POM-IC-POM。
6. 如權(quán)利要求5所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物的制備方法，其特征在于步驟 (2)所述的熔融混煉設(shè)備為密煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)； 如將干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物加入密煉機(jī)進(jìn)行熔融混煉，預(yù)混時(shí)密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子 速度為10~30rpm/min，烙融混煉1~2min，然后將轉(zhuǎn)子速度提升至45~75rpm/min，烙融 混煉5~IOmin; 如將干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物加入單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融 混煉，喂料時(shí)螺桿擠出機(jī)的螺桿速度為10~20rpm/min，擠出時(shí)將螺桿速度提升至45~ 75rpm/min〇
7. 如權(quán)利要求5所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物的制備方法，其特征在于步驟 (2)中干燥后的聚甲醛及環(huán)糊精包合物按質(zhì)量比為100 :1加入到熔融混煉設(shè)備進(jìn)行熔融混 煉。
8. 如權(quán)利要求5所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述 的環(huán)糊精包合物具體制備如下：將環(huán)糊精、聚甲醛分別溶于水與六氟異丙醇溶劑中，配制得 到兩種飽和溶液，將環(huán)糊精的水溶液逐滴滴加入聚甲醛的六氟異丙醇溶劑中混勻，然后進(jìn) 行抽濾得到白色沉淀，干燥、研磨后即可獲得環(huán)糊精包合物。
9. 如權(quán)利要求8所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述 的聚甲醛與環(huán)糊精的質(zhì)量比為1:5~15。
10. 如權(quán)利要求5或6或7或8或9所述的具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物的制備方 法，其特征在于所述的環(huán)糊精為a環(huán)糊精。
【專利摘要】本發(fā)明公開具有高熱穩(wěn)定性的高分子復(fù)合物及其制備方法。該高分子復(fù)合物由聚甲醛、環(huán)糊精包合物按照質(zhì)量比為100：0.5～2共混而成。環(huán)糊精包合物為環(huán)糊精與聚甲醛復(fù)合而成。本發(fā)明創(chuàng)新性地將一種環(huán)糊精包合物作為添加劑成功地對(duì)POM進(jìn)行了改性，表現(xiàn)出兩方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）組成簡(jiǎn)單，且添加量小，通過簡(jiǎn)單添加即可實(shí)現(xiàn)聚甲醛材料熱穩(wěn)定性的大幅提高，這在之前從未有過報(bào)道；（2）此外，此種高分子復(fù)合物在保證一定斷裂伸長率的同時(shí)對(duì)材料的強(qiáng)度沒有影響，可滿足實(shí)際需要。
【IPC分類】C08L5-16, B29B7-28, B29C47-92, C08L59-00
【公開號(hào)】CN104693674
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510104736
【發(fā)明人】李勇進(jìn)
【申請(qǐng)人】李勇進(jìn)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月10日