【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種熱穩定增韌聚甲醛及其制備方法，屬于高分子材料加工領域。
技術介紹
1、聚甲醛（pom）是以[-ch2-o-]為主鏈、無支化、高熔點、高密度、高結晶熱塑性工程塑料，具有優異的力學性能、耐蠕變性、耐疲勞性、耐磨自潤滑性和耐化學藥品性等，是工程塑料中最接近金屬的品種，可用以代替銅、鋁、鋅等有色金屬及合金制品，廣泛應用于電子電氣、汽車、輕工、機械、化工、建材等領域；然而，由于其特殊的分子結構，聚甲醛在熱、氧等作用下易發生降解，熱穩定性在現有高分子材料中最差，且其結晶度高，在成型加工過程中易生成尺寸較大的球晶，缺口敏感性大，沖擊韌性低。
2、在聚甲醛熱氧降解過程中，其解聚產生的甲醛極易氧化成甲酸，從而促使其發生無規酸解反應，加速其分子降解，使其性能大幅劣化；工業上普遍采用各種含氮類化合物如雙氰胺、尿素、三聚氰胺等捕捉甲醛，然而該類甲醛吸收劑分子量低，尤其三聚氰胺還可升華，使其在聚甲醛高溫加工及應用中易揮發損失，從而難以發揮其對基體中甲醛降解產物的高效去除作用而降低穩定效果。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術提供一種熱穩定增韌聚甲醛及其制備方法。技術方案如下：
2、一種熱穩定增韌聚甲醛，由聚甲醛、聚酰胺、抗氧劑和偶聯處理的無機納米粒子在增容劑的作用下反應制備而成。
3、所述偶聯處理的無機納米粒子為經聚醚胺偶聯處理的納米蒙脫土、納米碳酸鈣、納米硅灰石或滑石粉中的任一種。
4、所述聚酰胺為聚十一內酰胺或聚十二內酰胺中的任一
5、所述聚醚胺為分子量200~1000g/mol的端氨基聚氧化丙烯醚或分子量200~1000g/mol的端氨基聚氧化乙烯醚中的任一種。
6、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、n,n'-雙-[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基]己二胺、-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸十八醇酯、三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的任一種。
7、所述增容劑為異氰酸酯。
8、所述增容劑為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的任一種。
9、本專利技術還提供一種熱穩定增韌聚甲醛的制備方法，包括以下步驟：
10、（1）無機納米粒子的偶聯處理：
11、將無機納米粒子分散在水中，加入聚醚胺于室溫溶解分散，將產物過濾、洗滌、干燥至恒重，得到偶聯處理的無機納米粒子；
12、（2）熱穩定增韌聚甲醛的制備：
13、將聚甲醛、抗氧劑、聚酰胺和偶聯處理的無機納米粒子混合均勻，進行熔融混煉，同時加入異氰酸酯，進行擠出造粒，得熱穩定增韌聚甲醛材料。
14、步驟（1）所述各原料質量份數為：無機納米粒子0.1-20份、聚醚胺0.05-10份、水10-2000份；步驟（2）所述各原料質量份數為：聚甲醛100份、抗氧劑0.05-5份、聚酰胺0.1-10份、偶聯處理的無機納米粒子0.1-20份、異氰酸酯0.1-10份。
15、步驟（1）采用超聲波分散處理20-200min；步驟（2）擠出造粒時，螺桿轉速100-300轉/分、料筒溫度150-230℃。
16、本專利技術針對高性能聚甲醛的研究發展，提供了一種熱穩定增韌聚甲醛及其制備方法，具有如下有益效果：
17、將含柔性鏈的聚醚胺通過與無機納米粒子表面羥基等含氧基團的氫鍵等作用接枝于無機納米粒子表面，將其連同具柔性長鏈烷基的聚酰胺與聚甲醛基體復合，并以異氰酸酯為反應性增容劑，通過異氰酸酯基與聚醚胺胺基、聚酰胺胺基及聚甲醛端羥基的反應，提高各組分間界面作用及相容性，促使無機納米粒子及聚酰胺分子在聚甲醛基體中的均勻分散，形成聚甲醛/柔性聚酰胺/柔性聚醚胺分子纏結網絡、及其與無機納米粒子間的納米交聯網絡，發揮對聚甲醛基體的增強增韌作用。
18、聚酰胺具有多胺基結構，利用其胺基可與聚甲醛分子降解產生的甲醛反應，從而發揮甲醛吸收劑的作用，其分子量高，在聚甲醛高溫加工、儲存運輸及使用中不易揮發喪失，穩定性優異，從而有效解決三聚氰胺等常用工業甲醛吸收劑因分子量低、易遷移而降低熱穩定效果的問題。
19、有機蒙脫土、納米碳酸鈣、納米硅灰石、滑石粉等無機納米粒子具有一定堿性，可發揮對聚甲醛降解產生的甲酸的吸收作用，而所接枝的聚醚胺分子上的胺基也可吸收甲醛，從而有利于提升聚甲醛熱穩定性。
20、本專利技術制備的熱穩定增韌聚甲醛，當聚酰胺用量為1份、偶聯處理的無機納米粒子用量為0.5-2份時，其熱降解溫度相對普通聚甲醛基料可提升20-30℃，沖擊強度提升20-30%，并保持較高拉伸強度。
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1.一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，由聚甲醛、聚酰胺、抗氧劑和偶聯處理的無機納米粒子在增容劑的作用下反應制備而成。
2.根據權利要求1所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，所述偶聯處理的無機納米粒子為經聚醚胺偶聯處理的納米蒙脫土、納米碳酸鈣、納米硅灰石或滑石粉中的任一種。
3.根據權利要求1所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，所述聚酰胺為聚十一內酰胺或聚十二內酰胺中的任一種。
4.根據權利要求2所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，所述聚醚胺為分子量200~1000g/mol的端氨基聚氧化丙烯醚或分子量200~1000g/mol的端氨基聚氧化乙烯醚中的任一種。
5.根據權利要求1所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，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、N,N'-雙-[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基]己二胺、-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸十八醇酯、三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的任一種。
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7.根據權利要求6所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，所述增容劑為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的任一種。
8.如權利要求1~7任一項所述的一種熱穩定增韌聚甲醛的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，步驟（1）所述各原料質量份數為：無機納米粒子0.1-20份、聚醚胺0.05-10份、水10-2000份；步驟（2）所述各原料質量份數為：聚甲醛100份、抗氧劑0.05-5份、聚酰胺0.1-10份、偶聯處理的無機納米粒子0.1-20份、異氰酸酯0.1-10份。
10.根據權利要求8所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，步驟（1）采用超聲波分散處理20-200min；步驟（2）擠出造粒時，螺桿轉速100-300轉/分、料筒溫度150-230℃。
...【技術特征摘要】
1.一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，由聚甲醛、聚酰胺、抗氧劑和偶聯處理的無機納米粒子在增容劑的作用下反應制備而成。
2.根據權利要求1所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，所述偶聯處理的無機納米粒子為經聚醚胺偶聯處理的納米蒙脫土、納米碳酸鈣、納米硅灰石或滑石粉中的任一種。
3.根據權利要求1所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，所述聚酰胺為聚十一內酰胺或聚十二內酰胺中的任一種。
4.根據權利要求2所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，所述聚醚胺為分子量200~1000g/mol的端氨基聚氧化丙烯醚或分子量200~1000g/mol的端氨基聚氧化乙烯醚中的任一種。
5.根據權利要求1所述的一種熱穩定增韌聚甲醛，其特征在于，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、n,n'-雙-[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基]己二胺、-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸十八醇酯、三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯或2,...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚雄輝，吳萍，向員力，劉思江，呂運江，
申請(專利權)人：湖北興發化工集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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