本發明專利技術涉及一種增強增韌改性聚甲醛復合材料，屬于高分子材料技術領域。該增強增韌改性聚甲醛復合材料由以下重量份數成分組成：POM：71?79.1份，增強纖維：13?17份，聚四氟乙烯微粉：3?8份，彈性體增韌劑：7?10份，抗氧劑：0.4?1份，潤滑劑：0.5?1份。本發明專利技術制得的增強增韌聚甲醛復合材料制成的制品密度穩定，外觀無瑕疵，在環境溫度為?40℃條件下仍具有較高的韌性，不脆裂；拉伸強度、拉伸模量、彎曲強度、彎曲模量等剛性強度高，不易被強酸強堿腐蝕，自潤滑性好，抗疲勞強度優良。
A reinforced and toughened POM Composite
The invention relates to an improved toughening and modifying polyoxymethylene composite material, which belongs to the field of polymer material technology. The toughening of POM Composites consists of the following components: POM:71 weight 79.1, reinforced fiber: 13 17 copies, 3: PTFE powder 8, elastomer toughening agent: 7 10 copies, 1 copies of antioxidants: 0.4, 1: 0.5 lubricant. To enhance the density of the products made of stable toughened POM Composites Prepared by the invention, flawless appearance, when the environment temperature is 40 DEG C under the condition of still has high toughness, not brittle; tensile strength, tensile modulus, flexural strength and flexural modulus of rigid high strength, not easy to be strong acid and alkali corrosion, since good lubrication, excellent anti fatigue strength.
【技術實現步驟摘要】
一種增強增韌改性聚甲醛復合材料
本專利技術涉及一種聚甲醛復合材料，尤其涉及一種增強增韌改性聚甲醛復合材料，屬于高分子材料
技術介紹
聚甲醛是五大通用工程塑料之一，是所有塑料中比強度和比剛度接近金屬的樹脂品種之一，具有極高的強度和剛度，良好的尺寸穩定性，優良的耐腐性、耐磨、自潤滑和抗蠕變性能，無噪音，耐疲勞，臨界PV值高，加工成型方便，原料價廉易得，在新型結構材料中占有重要位置，但其美中不足的是存在韌性不高的問題。為提高聚甲醛的性能，擴展聚甲醛的應用領域，需要將聚甲醛通過適當的物理、化學手段與相應的物質復合形成改性后的聚甲醛復合材料。但是，若用彈性體對其進行增韌，其韌性雖可改善，但卻損失了材料寶貴的剛性。因此，急需開發一種能同時對其進行強韌化改善的技術。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提出了一種在環境溫度為-40℃條件下仍具有較高的強度、韌性和耐腐蝕性的增強增韌改性聚甲醛復合材料。本專利技術的目的可通過下列技術方案來實現：一種增強增韌改性聚甲醛復合材料，所述增強增韌改性聚甲醛復合材料由以下質量百分比成分組成：POM：71-79.1份，增強纖維：13-17份，聚四氟乙烯微粉：3-8份，彈性體增韌劑：7-10份，抗氧劑：0.4-1份，潤滑劑：0.5-1份。本專利技術通過彈性體、增強纖維與聚四氟乙烯微粉同時對聚甲醛進行增強增韌改性，制得的增強增韌聚甲醛復合材料制成的制品密度穩定，外觀無瑕疵，在環境溫度為-40℃條件下仍具有較高的韌性，不脆裂；拉伸強度、拉伸模量、彎曲強度、彎曲模量等剛性強度高，不易被強酸強堿腐蝕，自潤滑性好，抗疲勞強度優良。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述POM的含水量≤0.03％。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述彈性體增韌劑為TPU，所述TPU的含水量≤0.03％。本專利技術增強增韌聚甲醛復合材料的配方中主料POM流動性的選取，如何有效控制TPU極易吸水而導致材料在共擠出時降解和增強輔料增強纖維含量的有效控制，及產品外觀是本專利技術需要解決的關鍵點。而通常情況下，POM的流動性(用質量熔融指數MFR表示，單位g/10min)較小，在經過TPU增韌和增強纖維-玻璃纖維增強之后，材料的流動性會急劇下降，這將導致本專利技術的增強增韌聚甲醛復合材料粒料在注塑時無法打出飽滿完整的制件，甚至無法連續性生產。而TPU分子內部含有極強的極性鍵，極性鍵屬于親水基，容易吸收空氣中的水分，在與POM共混擠出時易發生降解而得不到高韌性的材料。所以，本專利技術優選將TPU和POM在恒溫通風干燥箱中90度干燥，并每隔20min取樣測定TPU和POM的水分，保證TPU和POM的水分控制在0.03％以下，以保證得到性能優異的增強增韌改性聚甲醛復合材料以及材料的加工性能。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述增強纖維為玻璃纖維，所述玻璃纖維的長度為1-4mm，直徑為9-11μm。玻璃纖維的尺寸越大，其增強效果越佳，但是長玻璃纖維在基體中分散不均勻，容易外露，影響玻纖的增強效果以及降低制品的光潔度。本專利技術在玻璃纖維補強基體POM中引入聚四氟乙烯(PTFE)微粉。PTFE微粉降低了玻璃纖維的自身團聚趨勢，促進其在基體中的均勻分散，形成穩固的填料網絡結構，且PTFE微粉自身在基體中的均勻分散，可以形成增強網絡，從而提供材料的強度。PTFE微粉和基體界面結合緊密，有效改善玻璃纖維與基體的相容性。而聚四氟乙烯(PTFE)微粉具有良好的耐腐蝕性和耐熱性等性能，使其作為POM的添加劑，進一步提高了材料的綜合性能，尤其是強度與韌性。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述玻璃纖維經過偶聯劑噴霧浸潤法處理。偶聯劑優選為硅烷偶聯劑，進一步優選為KH-550。增強纖維類別的選取和含量的控制，會影響到制品的外觀和強度，本專利技術選取長度為1-4mm，直徑為9-11μm的玻璃纖維，并且對玻璃纖維進行表面處理，且在喂料時采用失重喂料法，確保了制品的外觀和強度以及制品的加工性能。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述聚四氟乙烯微粉粒徑為1-30μm。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述增強增韌改性聚甲醛復合材料中還包含有粒徑為50-100nm的煤矸石，所述煤矸石的重量份數為2-4份。煤矸石是煤炭開采和洗選加工過程中產生的固體廢棄物，也是可利用資源，具有雙重性，可制備多孔性輕骨料。此輕骨料的比表面積大，可與聚甲醛樹脂大分子有較大的接觸面積，產生物理吸附，形成成核點，提高其結晶速度和結晶度。且在材料受沖擊時，因填料與基體接觸面積增大，會產生更多的微裂紋，吸收更多的沖擊能，進而提高聚甲醛樹脂的韌性。本專利技術進一步優選彈性體增韌劑TPU的厚度為100-200nm。這樣，50-100nm的煤矸石與聚氨酯彈性體可以形成一種TPU包覆煤矸石的核殼式粒子，再分散于復合材料的基體中，非常有利于提高聚甲醛的沖擊性能，與玻璃纖維及聚四氟乙烯微粉粒一起作用時，效果更加顯著。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述潤滑劑為硬脂酸鈣。作為優選，所述抗氧劑由抗氧劑1010和抗氧劑1076混合而成，抗氧劑1010和抗氧劑1076的質量比為(0.4-2.5)：(0.4-2.5)。本專利技術質量比范圍的抗氧劑組合，在抗氧化方面兩者具有最佳的協同效應，且所添加的抗氧劑對配方的主體原料物性影響最小，對生產出的產品穩定性最好。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述增強增韌改性聚甲醛的制備方法為：稱取原料混合均勻得到混合物，混合物經雙螺桿擠出機擠出造粒得到增強增韌改性聚甲醛粒料。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述原料在高速混料機中混合，原料中的增強纖維從側喂料口采用失重喂料法加入。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述高速混料機的轉速為300-400rpm/min。在上述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料中，所述雙螺桿擠出機的主機轉速為200-250rpm/min，主喂料頻率為10-15Hz，溫度為185-200℃。與現有技術相比，本專利技術制得的增強增韌聚甲醛復合材料制成的制品密度穩定，外觀無瑕疵，在環境溫度為-40℃條件下仍具有較高的韌性，不脆裂；拉伸強度、拉伸模量、彎曲強度、彎曲模量等剛性強度高，不易被強酸強堿腐蝕，自潤滑性好，抗疲勞強度優良。具體實施方式以下是本專利技術的具體實施例，對本專利技術的技術方案作進一步的描述，但本專利技術并不限于這些實施例。表1：本專利技術實施例1-5聚甲醛復合材料的組成成分及其重量份數實施例1：按表1中實施例1的組成成分及其重量份數稱取原料，原料中POM的含水量為0.03％，彈性體增韌劑TPU的含水量為0.03％、厚度為100-200nm，玻璃纖維的長度為1-4mm、直徑為9-11μm、且經過偶聯劑KH-550噴霧浸潤法處理，聚四氟乙烯微粉的粒徑為1-30μm，煤矸石的粒徑為50-100nm。然后將原料在轉速為300rpm/min的高速混料機中混合均勻得到混合物，其中，原料中的玻璃纖維從側喂料口采用失重喂料法加入?；旌衔镌俳浿鳈C轉速為200rpm/min，、主喂料頻率為10Hz、溫度為185℃的雙螺桿擠出機擠出造粒得到增強增韌改性聚甲醛粒料。實施例2：按表1中實施例2的組成成分及本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種增強增韌改性聚甲醛復合材料，其特征在于，所述增強增韌改性聚甲醛復合材料由以下重量份數成分組成：POM：71?79.1份，增強纖維：13?17份，聚四氟乙烯微粉：3?8份，彈性體增韌劑：7?10份，抗氧劑：0.4?1份，潤滑劑：0.5?1份。
【技術特征摘要】
1.一種增強增韌改性聚甲醛復合材料，其特征在于，所述增強增韌改性聚甲醛復合材料由以下重量份數成分組成：POM：71-79.1份，增強纖維：13-17份，聚四氟乙烯微粉：3-8份，彈性體增韌劑：7-10份，抗氧劑：0.4-1份，潤滑劑：0.5-1份。2.根據權利要求1所述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料，其特征在于，所述POM的含水量≤0.03％。3.根據權利要求1所述的一種增強增韌改性聚甲醛復合材料，其特征在于，所述彈性體增韌劑為TPU，所述TPU的含水量≤0.03％。4.根據權利要求1所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高偉，鮑海程，王寧，劉池茂，葛曉輝，張建輝，
申請(專利權)人：寧波海雨新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33
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