一種聚甲醛材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種阻燃聚甲醛材料及其制備方法，該材料其組成按重量配比為：聚甲醛樹(shù)脂50～75%、聚碳酸酯樹(shù)脂15～30%、阻燃劑10～15%、聚四氟乙烯3～5%、增韌劑3～6%、抗氧劑0.2～0.6%、潤(rùn)滑劑0.2～0.5%和穩(wěn)定劑0.2～0.3%。該阻燃聚甲醛材料不僅具有良好的阻燃性能，還擁有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性；其制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，效益高，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)?？梢詽M足電子工業(yè)的要求，拓寬了POM材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種聚甲醛材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種聚甲醛材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]POM (聚甲醛)樹(shù)脂做為五大工程塑料中的一種，是應(yīng)用最廣泛的聚合物之一，屬于熱塑性結(jié)晶聚合物，不含側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶線性聚合物，擁有優(yōu)異的綜合性能，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]POM的氧指數(shù)極低，只有15%，材料極易燃燒，限制了其在電子工業(yè)的應(yīng)用，為了加大POM材料在電子工業(yè)的應(yīng)用，必須將其做成阻燃級(jí)的材料。通用的改性方法是加入溴系阻燃劑，使其達(dá)到阻燃效果，但是由于POM材料對(duì)酸堿敏感，溴系阻燃劑造成POM大量降解，物性降低過(guò)大，材料性能損失嚴(yán)重。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚甲醛材料及其制備方法，所得的材料不僅具有良好的阻燃性能，還擁有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐腐蝕性。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種聚甲醛材料，其組成按重量配比為:
[0007]
聚甲義樹(shù)IS50-75%;
聚碳《I難樹(shù)β15-30%;
[0008]鼠燃_10-15%;
聚四氟乙縛3-5%;
增韌劑3-6%;
抗氧劑0.2-0.6%;
潤(rùn)滑割0.2-0.5%;
穩(wěn)定劑0.2-0,3%;
[0009]上述各組分滿足重量配比之和為100%。
[0010]其中，所述聚甲醛樹(shù)脂為共聚型聚甲醛，相對(duì)密度為1.40?1.43。
[0011]其中，所述聚碳酸酯樹(shù)脂為中粘度，熔融指數(shù)10-30。
[0012]其中，所述阻燃劑為磷系阻燃劑，磷酸三苯酯，白色薄片狀。
[0013]其中，所述聚四氟乙烯為高分子量聚四氟乙烯，分子量在600萬(wàn)以上。
[0014]其中，所述增韌劑為熱塑性聚氨酯彈性體，邵氏硬度80A-95A[0015]其中，所述抗氧劑為四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧劑和三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯輔抗氧劑的復(fù)配，復(fù)配比例1:1。
[0016]其中，所述潤(rùn)滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺。
[0017]其中，所述穩(wěn)定劑為長(zhǎng)碳鏈羧酸鈣鹽，淺黃色粉末。
[0018]一種聚甲醛材料制備方法，包括步驟:
[0019]a:按重量配比稱取好聚甲醛樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、阻燃劑、增韌劑倒入攪拌設(shè)備，混合均勻；
[0020]b:按重量配比稱取好余下的其它原料，與a中混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合直到均勻；
[0021]c:將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下:一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為12?18 MPa。
[0022]以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]1:使用的原材料都是環(huán)保衛(wèi)生級(jí)的，制備的材料與人體接觸不會(huì)造成任何對(duì)人體有害的物質(zhì)。
[0024]2:在保證了材料具有阻燃性能的同時(shí)，還擁有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐腐蝕性。
[0025]3:本發(fā)明提出的一種阻燃聚甲醛材料及其制備工藝簡(jiǎn)單、可以滿足電子工業(yè)的要求，拓寬了 POM材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明通過(guò)無(wú)鹵阻燃的改性方法來(lái)實(shí)現(xiàn)POM的阻燃，阻燃劑呈中性，不會(huì)造成POM的降解，同時(shí)加入PC材料，制備成合金材料，利用PC材料的高強(qiáng)度、高氧指數(shù)性能，降低阻燃劑的用量和提高材料的性能。添加部分高分子量聚四氟乙烯，提高材料的耐酸堿能力，防止材料在燃燒時(shí)低落，同時(shí)PTFE的高氧指數(shù)還可以提高材料的阻燃性。
[0027]本發(fā)明制備的阻燃POM材料，不僅阻燃性能良好，而且力學(xué)性能優(yōu)異，可以滿足電子工業(yè)的要求，拓寬了 POM材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0028]本發(fā)明提供的一種聚甲醛材料，其組成按重量配比為:聚甲醛樹(shù)脂50?60%、聚碳酸酯樹(shù)脂15?30%、阻燃劑11?15%、聚四氟乙烯3?6%、增韌劑4?6%、抗氧劑0.2?0.6%、潤(rùn)滑劑0.2?0.6%和穩(wěn)定劑0.1?0.3%。
[0029]其中，聚甲醛樹(shù)脂為共聚型聚甲醛，相對(duì)密度為1.40?1.43 ;聚碳酸酯樹(shù)脂為中粘度，熔融指數(shù)10-30 ;阻燃劑為磷系阻燃劑，磷酸三苯酯，白色薄片狀；聚四氟乙烯為高分子量聚四氟乙烯，分子量在600萬(wàn)以上；增韌劑為熱塑性聚氨酯彈性體，邵氏硬度80A-95A ；抗氧劑為四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧劑和三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯輔抗氧劑的復(fù)配，復(fù)配比例1:1 ;潤(rùn)滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺；穩(wěn)定劑為長(zhǎng)碳鏈羧酸鈣鹽，淺黃色粉末。
[0030]在本發(fā)明中，先按重量百分配比稱取好聚甲醛樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、阻燃劑、增韌劑倒入攪拌設(shè)備，混合均勻；再按重量配比稱取好余下的其它原料，與之前混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合 直到均勻；然后將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下:雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為12?18 MPa。
[0031]為便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0032]在下列實(shí)施例的復(fù)合材料配方中，聚甲醛樹(shù)脂選用相對(duì)密度1.41，如云天化生產(chǎn)的，商品牌號(hào)M90 ;聚碳酸酯樹(shù)脂選用中粘度，熔融指數(shù)12，如出光生產(chǎn)的，商品牌號(hào)為IR2200 ;阻燃劑選用白色薄片狀磷酸三苯酯，分子量326的，如德國(guó)朗盛生產(chǎn)；增韌劑熱塑性彈性體TPU選用聚醚型，硬度85A，德國(guó)巴斯夫生產(chǎn)，商品牌號(hào)為1185A ;聚四氟乙烯選用分子量720萬(wàn)，如大金化學(xué)生產(chǎn)的，商品牌號(hào)DB105;抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯，選用Ciba公司生產(chǎn)，商品牌號(hào)分別為IrganoxlOlO,和Irganoxl68 ;潤(rùn)滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺,沙龍公司生產(chǎn)，商品牌號(hào)EBS 120 ;穩(wěn)定劑為長(zhǎng)碳鏈羧酸鈣鹽，淺黃色粉末，科萊恩公司生產(chǎn)，商品牌號(hào)CAV102。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]將聚甲醛M90 50% (以下均為重量比)，聚碳酸酯IR2200 30%，阻燃劑11%，增韌劑5%稱好倒入·攪拌器，攪拌均勻，再按聚四氟乙烯3%，1010/168 0.2/0.2%，潤(rùn)滑劑0.4%，穩(wěn)定劑0.2%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為:一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為I2?I8 MPa。
[0035]實(shí)施例2:
[0036]將聚甲醛M90 58% (以下均為重量比)，聚碳酸酯IR2200 22%，阻燃劑12%，增韌劑4%稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按聚四氟乙烯3%，1010/168 0.3/0.3%，潤(rùn)滑劑0.2%，穩(wěn)定劑0.2%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為:一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為I2?I8 MPa。
[0037]實(shí)施例3:
[0038]將聚甲醛M90 60% (以下均為重量比)，聚碳酸酯IR2200 15%，阻燃劑15%，增韌劑5%稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按聚四氟乙烯4%，1010/168 0.1/0.1%，潤(rùn)滑劑
0.5%，穩(wěn)定劑0.3%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為:一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為I2?I8 MPa。
[0039]對(duì)比例1:
[0040]將聚甲醛M90 75%(以下均為重量比)，阻燃劑15%，增韌劑5%稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按聚四氟乙烯4%，1010/168 0.2/0.2%，潤(rùn)滑劑0.4%，穩(wěn)定劑0.2%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為:一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為12?18 MPa。[0041]對(duì)比例2:
[0042]將聚甲醛M90 64% (以下均為重量比)，聚碳酸酯IR2200 15%，阻燃劑15%，增韌劑5%稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按1010/168 0.2/0.2%，潤(rùn)滑劑0.4%，穩(wěn)定劑
0.2%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為:一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為12?18 MPa。
[0043]性能測(cè)試:
[0044]拉伸強(qiáng)度按GB/T 1040標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，試樣類型為II型試樣，樣條尺寸(mm):115(長(zhǎng))X (6±0.4)(中間平行部分寬度)X 2 (厚度)，拉伸速度為200 mm/min ；
[0045]彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB 9341/T標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為試樣尺寸(mm):(80±0.4) X (10±0.I) X (4±0.02)，彎曲速度為 20 mm/min ；
[0046]缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D-256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，試樣尺寸(mm):(80±2) X (10±0.2) X (4±0.2);缺口類型為 A 類，缺口剩余厚度為 3.2 mm。。
[0047]阻燃性采用UL 94垂直燃燒標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，試樣尺寸(mm):125(長(zhǎng))X 13(寬)X 1.5
(厚度)。
[0048]實(shí)施例和對(duì)比例的配比及材料性能表I
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種聚甲醛材料，其特征在于，其組成按重量配比為: 聚甲雜樹(shù)肅50-75%; 聚讓酸IWtII丨5-30%; &燃削10-丨5%; 聚四氣乙烯3-5%; 增韌M3-6%; 抗氧剤0.2-0.6%; 潤(rùn)滑劑0.2-0.5%: 穩(wěn)定劑0.2-0.3%; 上述各組分滿足重量配比之和為100%。
2.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述聚甲醛樹(shù)脂為共聚型聚甲醛，相對(duì)密度為1.40?1.43。
3.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述聚碳酸酯樹(shù)脂為中粘度，熔融指數(shù) 10-30。
4.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述阻燃劑為磷系阻燃劑，磷酸三苯酷，白色薄片狀。
5.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述聚四氟乙烯為高分子量聚四氟乙烯，分子量在600萬(wàn)以上。
6.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述增韌劑為熱塑性聚氨酯彈性體，邵氏硬度80A-95A。
7.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的抗氧劑為四[β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧劑和三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯輔抗氧劑的復(fù)配，復(fù)配比例為1:1。
8.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述潤(rùn)滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺。
9.如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述穩(wěn)定劑為長(zhǎng)碳鏈羧酸鈣鹽，淺黃色粉末。
10.一種如權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料制備方法，其特征在于，包括步驟: a:按重量配比稱取好聚甲醛樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、阻燃劑、增韌劑倒入攪拌設(shè)備，混合均勻； b:按重量配比稱取好余下的其它原料，與a中混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合直到均勻； c Jfb中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下:一區(qū)溫度140?170°C，二區(qū)溫度160?175°C，三區(qū)溫度175?190°C，四區(qū)溫度170?190°C，機(jī)頭175?190°C，停留時(shí)間2?3 min，壓力為12?18 MPa。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK103435966SQ201210553087
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】徐東, 徐永, 周兵 申請(qǐng)人:安徽科聚新材料有限公司