摩擦改性玻璃纤维增强聚甲醛制造技术

本发明专利技术涉及模制组合物、用于制备所述模制组合物的方法、可由其获得的模制部件以及模制组合物用于制备用于汽车工业的模制部件，用于壳体、撞锁、窗口升降系统、刮水器系统、天窗系统、座椅调节装置、杠杆、齿轮、卡爪、枢轴壳体或刮水器臂的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及摩擦改性模制组合物、用于制备所述模制组合物的方法、可由其获得的模制部件以及模制组合物用于制造用于汽车工业的模制部件，用于壳体、撞锁、窗口升降系统、滑轮、刮水器系统、天窗系统、座椅调节装置、杠杆、齿轮、卡爪、枢轴壳体、支架或刮水器臂的用途。聚缩醛聚合物，通常称为聚甲醛(POM)，已经在各种应用中公认为特别有用的工程材料。聚甲醛聚合物广泛用于构造模制部件，例如用于汽车工业和电气工业的部件。例如，聚甲醛聚合物具有优异的机械特性、抗疲劳性、抗磨性、耐化学性和可模塑性。聚甲醛(POM)模制组合物的优良的机械特性是其用于多个应用的原因。为了改进其特性，提供具有添加剂的聚甲醛均聚和共聚物，以使特性适应应用，例如通过使用增强纤维。在过去，聚甲醛聚合物已经与摩擦改性剂组合用于生产聚合物组合物，所述聚合物组合物良好地适用于其中聚合物制品与金属部件或其它塑料部件移动接触的摩擦应用。例如，摩擦应用可以包括其中聚甲醛聚合物成形成齿轮、滑轮或滑动元件(例如，窗玻璃)的实施方案。特别的优点是，当用于摩擦应用时聚甲醛聚合物具有低摩擦系数，并且因此产生非常小的摩擦噪音，同时也经历低磨损。配制用于摩擦应用的聚甲醛组合物，例如，公开于美国专利申请公开号美国2007/0105989中的，其以引用方式并入本文。尽管已经发现改性聚甲醛组合物良好地适用于摩擦应用，但是需要进一步的改进。特别地，存在对良好地适用于摩擦应用，具有改进的强度和韧度的聚甲醛组合物的需要。例如，在一些应用中，除摩擦特性之外，需要增加的强度和韧度。在过去，为了增加聚甲醛聚合物的强度和韧度，聚合物已经与增强试剂(例如，玻璃纤维)组合。纤维增强聚甲醛组合物，例如，公开于美国专利号4,111,887、美国专利号4,394,468和US5,889,102中，其都以引用方式并入本文。将增强纤维并入至聚甲醛组合物中已经提供了强度的一些改进。然而，依然需要进一步的改进。特别地，存在对良好地适用于摩擦应用，已经通过改进增强纤维与聚合物材料之间的相容性提高强度和韧度的纤维增强聚甲醛组合物的需要。然而，这些添加剂对模制组合物的特性的影响受到添加剂偶联至塑料基质的影响。尝试使玻璃纤维偶联至聚甲醛基质是现有技术中已知的。DE2162345公开了包含聚甲醛、异氰酸酯偶联试剂和增强玻璃纤维的热塑性组合物，其中玻璃纤维使用氨基烷基硅烷化合物施胶。二异氰酸酯偶联试剂用于改进聚甲醛基质与增强纤维的相容性。异氰酸酯偶联试剂与亲核基团(例如OH或NH2基团)有高度反应性。因此，将进一步的添加剂用于增强包含基于异氰酸酯的偶联试剂的聚甲醛组合物的用途是受限的。US2005/0107513尝试避免这些问题并且使用了催化聚缩醛基质聚合物与添加剂(即，玻璃纤维)表面之间的化学反应的催化剂。因此，避免了使用偶联试剂。然而，偶联试剂(例如，异氰酸酯)非常有效并且有助于纤维增强聚甲醛组合物的机械特性。在另一个方面，据信避免了可以与偶联试剂反应的敏感添加剂。因此，降低甲醛排放的添加剂还没有在用于纤维增强聚甲醛模制组合物的现有技术中使用，这归因于高度反应性异氰酸酯偶联试剂的存在。US4,652,594公开了玻璃纤维增强甲醛聚合物模制组合物，其包含如下共混物：(a)主要部分的甲醛聚合物，(b)增强量的玻璃纤维，(c)作为用于所述玻璃纤维和所述甲醛聚合物的偶联试剂，次要但是有效量的至少一种预聚氨基树脂，其选自甲醛与胍、三聚氰胺、脲、胍胺或取代胍胺的至少一者的缩合产物，并且具有约2-约5的聚合程度，和(d)一定量的酸催化剂，其对促进所述氨基树脂的交联反应有效。JP11181232公开了纤维增强导电聚缩醛树脂组合物，其包含5-20wt％的导电碳，作为加工助剂。本专利技术的目的是提供纤维增强聚甲醛组合物，其展示出改进的机械特性，同时具有优异的磨损和滑动特性。本专利技术公开内容一般涉及纤维增强聚合物组合物。聚合物组合物一般包含聚甲醛聚合物、增强试剂和摩擦改性剂以及偶联试剂。当用于摩擦应用时，摩擦改性剂改进材料的磨损特性。存在增强纤维以便增加强度和韧度。依据本专利技术公开内容，组合物进一步包含改进机械特性(例如，冲击强度、断裂应力和断裂应变)的偶联试剂。可以调节偶联试剂和摩擦改性剂的相对量，以便生产具有希望的强度、韧度、摩擦系数和磨损特性之间的平衡的聚合物组合物。已经令人惊奇地发现包含至少一种聚甲醛、至少一种偶联试剂、至少一种增强纤维和一种或多种摩擦改性剂，优选至少超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的纤维增强组合物产生了具有许多应用(尤其是汽车工业中，其中模制组合物成形成齿轮、滑轮或滑动元件，例如窗玻璃)所要求的优异的机械特性和低磨损以及优异的滑动特性的模制组合物。特别的优点是，当用于摩擦应用时聚甲醛聚合物具有低摩擦系数，并且因此产生非常小的摩擦噪音，同时也经历低磨损。本专利技术的一个实施方案为模制组合物，其包含：a)至少一种聚甲醛(A)，b)至少一种偶联试剂(B)，c)至少一种增强纤维(C)，d)一种或多种摩擦改性剂(D)，优选超高分子量聚乙烯和e)任选至少一种甲醛清除剂(E)。组分(A)根据本专利技术的模制组合物包含至少一种聚甲醛(A)(后文也称为“组分(A)”)。根据本专利技术的模制组合物的组分(A)为聚甲醛均聚或共聚物。优选地，聚甲醛(A)具有高末端羟基基团含量并且更优选不包含低分子量成分或仅仅包含小比例的低分子量成分。聚甲醛(A)优选具有末端羟基基团，例如，羟基乙烯基团(-OCH2CH2-OH)和半缩醛基团(-OCH2-OH)。根据优选实施方案，至少25％，优选至少50％，更优选至少75％的聚甲醛(A)的末端基团为羟基基团，尤其是羟基乙烯基团。羟基基团末端基团的含量尤其优选为至少80％，其基于全部末端基团。本专利技术的含义内，将要理解术语“全部末端基团”意为全部末端和(如果存在)全部侧末端基团。除末端羟基基团之外，POM也可以具有通常就这些聚合物而言的其它末端基团。这些的实例为烷氧基基团、甲酸酯基团、乙酸酯基团或乙醛基团。根据本专利技术优选的实施方案，聚甲醛(A)为均聚或共聚物，其包含至少50mol％，优选至少75mol％，更优选至少90mol％和最优选至少95mol％的-CH2O-重复单元。已经发现展示出极其高耐冲击性的模制组合物可以使用聚甲醛(A)<本文档来自技高网...

【技术保护点】
模制组合物，其包含：a)至少一种聚甲醛(A)，b)至少一种偶联试剂(B)，c)至少一种增强纤维(C)，d)一种或多种摩擦改性剂(D)和e)任选至少一种甲醛清除剂(E)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.14 EP 11185167.11.模制组合物，其包含：
a)至少一种聚甲醛(A)，
b)至少一种偶联试剂(B)，
c)至少一种增强纤维(C)，
d)一种或多种摩擦改性剂(D)和
e)任选至少一种甲醛清除剂(E)。
2.根据权利要求1的模制组合物，其中所述摩擦改性剂包含具有
高于1.0×106g/mol，优选高于2.0×106g/mol，更优选高于4.0×106g/mol的平均分子量的超高分子量聚乙烯。
3.根据前述权利要求中至少一项的模制组合物，其中所述摩擦改
性剂包含具有高于1000ml/g，更优选高于1500ml/g，尤其是1800
ml/g-5000ml/g，例如2000ml/g-4300ml/g的粘度数的超高分子量聚乙
烯，所述粘度数是根据ISO1628，部分3测定的，在十氢化萘中的浓
度为0.0002g/ml。
4.根据前述权利要求中至少一项的模制组合物，其中所述摩擦改
性剂包含具有1-5000μm，优选10-500μm并且特别优选10-150μ
m，例如30-130μm的平均粒径D50的超高分子量聚乙烯
(UHMW-PE)。
5.根据前述权利要求中至少一项的模制组合物，其中所述摩擦改
性剂包含超高分子量聚乙烯，其以高至30wt％的量，优选以1-25
wt％，更优选2.5-20wt％，尤其是4.5-15wt％，例如5.5-12wt％，例
如6.5-9.5wt％的量存在于模制组合物中，其中的量基于组合物总重
量。
6.根据前述权利要求中至少一项的模制组合物，其中聚甲醛(A)
以高至95wt％，优选40-90wt％，更优选55-85wt％的量存在，其中
的重量基于模制组合物总重量。
7.根据前述权利要求中至少一项的模制组合物，其中所述偶联试
剂(B)为多异氰酸酯，优选有机二异氰酸酯，更优选选自脂肪族二异氰
酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳族二异氰酸酯及其混合物。
8.根据前述权利要求中至少一项的模制组合物，其中所述偶联试
剂(B)以0.1-5wt％，优选0.2-3wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·马克格拉夫，O·云格尔，J·弗洛克，
申请(专利权)人：提克纳有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE