一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，公开了一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒及其制备方法，有机硅母粒以质量份计，包括如下原料：主耐磨润滑剂30

【技术实现步骤摘要】
一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚甲醛(POM)具有耐磨好、自润滑性好、抗疲劳性优异等特点，且机械性能接近金属材料，为五大工程塑料之一。由于聚甲醛具有优良的摩擦磨损特性，故在机械、电子电气等领域被广泛用来制作具有自润滑性能的机械零部件，且有不断增长的趋势。但随着办公用具自动化及音像设备等的高性能化，其机械装置也越来越复杂，普通聚甲醛已难于满足精密机械、电子电器等动力传导零部件高速、高压、高温、轻量化的要求。同时，也存在冲击韧性低、缺口敏感性大、热稳定性差、摩擦系数较高等缺点，从而极大地限制了POM在各领域的应用。因此，业界开展了较为广泛的针对POM进行复合改性的研究，以满足各种特殊使用要求。
[0003]目前，POM耐磨改性主要的方式有在聚甲醛中添加PTFE粉末、硅酸钙、二硫化钼等以提高其摩擦磨耗性能。但是，常规改良POM摩擦磨损性能的方法，尽管在一定程度上可以改善POM的摩擦磨损性能，但也会因此带来一系列新的问题。使用有机高分子类化合物作为润滑剂(例如PTFE)，如果添加量较小，则对POM摩擦磨损性能的改良效果较差，而添加量过大则易使POM材料产生层状剥离，引起力学性能下降和加工性能劣化，而且会造成产品成本太高。而用无机润滑剂改良POM的摩擦磨损性能(如MoS2)则易引起POM热稳定性下降，成型时会产生较多模垢。添加有机润滑油，虽然改良效果较为显著，但添加润滑油往往会引起一系列的问题，如容易在挤出过程中因打滑而造成生产效率下降，在注射过程中因打滑而造成计量时间过长，以致使POM因滞留时间过长而发生剧烈分解，使制品强度降低、外观变差，而且在使用过程中易因润滑油的析出而造成污染等。此外，POM分子链极性弱，与大多数聚合物相容性差。因此，开发一种能改善POM耐磨，又提高其韧性且保持高清强度的聚合物具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒及其制备方法，以实现在改善POM耐磨性能的同时保证其力学性能。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒，以质量份计，包括如下原料：主耐磨润滑剂30
‑
60份、有机载体30
‑
60份、相容剂1
‑
5份、助耐磨润滑剂0.1
‑
0.3份、催化剂0.01
‑
0.06份、减磨剂1
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8份、消声降噪剂0.5
‑
2份。
[0006]另一方面，本技术方案还提供一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一、将主耐磨润滑剂和助耐磨润滑剂中的端氢硅油加入到密炼机中密炼，得混合料；
[0008]步骤二、将催化剂加入到混合料中，在密炼机中反应交联，而后将助耐磨润滑剂中的羟基硅油加入反应；
[0009]步骤三、将步骤二所得产物与相容剂、有机载体、消声降噪剂和减磨剂混合均匀；
[0010]步骤四、将混合后的混合原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒；
[0011]步骤五、将造粒得到的聚甲醛用耐磨增韧有机硅助剂母粒干燥均化，得到产品。
[0012]优选的，作为一种改进，主耐磨润滑剂为甲基乙烯基硅橡胶，甲基乙烯基硅橡胶的分子量为400,000
‑
600,000，乙烯基摩尔含量为0.04
‑
0.20％。
[0013]优选的，作为一种改进，甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔含量为0.15
‑
0.20％。
[0014]优选的，作为一种改进，助耐磨润滑剂为端氢硅油、羟基硅油、长链烷基硅油和苯基硅油中的至少一种。
[0015]优选的，作为一种改进，助耐磨润滑剂为端氢硅油和羟基硅油的混合物，所述端氢硅油为全含氢端氢硅油和部分含氢端氢硅油按质量比6:4混合的混合物。
[0016]优选的，作为一种改进，有机载体为POM、ABS或PE中的一种；相容剂为接枝ABS或接枝PE，枝接率为1％；减磨剂为LDPE
‑
g
‑
乙烯基三乙氧基硅烷，接技率为1％；催化剂为氯铂酸或铂络合物；消声降噪剂为无机纳米碳酸钙、氮化硼或滑石粉中的至少一种。
[0017]优选的，作为一种改进，步骤一中，密炼的条件为时间为1h，温度为30
‑
70℃，密炼机速度为50
‑
80Hz。
[0018]优选的，作为一种改进，步骤四中，双螺杆挤出条件为：双螺杆挤出机1区温度50～90℃，2～11区温度165～230℃，机头温度180～195℃，主机螺杆转速200～400rpm。
[0019]本方案的原理及优点是：本技术方案中，针对现有技术中普通聚甲醛已难于满足精密机械、电子电器等动力传导零部件高速、高压、高温、轻量化的要求，而常规改良POM摩擦磨损性能的方法，尽管在一定程度上可以改善POM的摩擦磨损性能，但也会因此带来一系列新的问题。针对此，专利技术人对有机硅母粒的配方及制备工艺进行了优化升级，旨在实现在改善POM耐磨性能的同时保证其力学性能，拓宽POM的应用领域。在技术研发过程中，助耐磨润滑剂的选择是本技术方案的难点之一，本技术方案通过端氢硅油和羟基硅油的比例来控制好硅油的SI
‑
H结构，结合控制催化剂、硅油用量，否则交联过度不利于分散和提升韧性，交联度达不到又不利耐磨。端氢硅油比例过低时，交联度偏低，达不到理想耐磨。羟基硅油比例过低时，交联度过高，不利于分散和冲击提升。此外，本方案通过催化剂，使端氢硅油、羟基硅油和甲基乙烯基硅橡胶进行选择性交联，从而提高有机硅母粒的耐磨和耐冲击。
[0020]1、本技术方案中，加入有机硅耐磨润滑剂在催化剂作用下得到的润滑产物，其分子链结构与POM分子链结构相似。有机硅产品是以硅
‑
氧(Si
‑
O)键为主链结构，POM以硅
‑
氧(C
‑
O)键为主链结构，C与Si位于元素周期表同一主族，原子结构相似，性质接近，所以有机硅润滑剂与POM能很好地相容。有机硅表面张力低，降低了POM分子间力，同时耐磨润滑剂分子基团的结构决定了其在加工过程中会在POM制件表面产生一层润滑膜，因此，本专利技术的有机硅助剂母粒对聚甲醛既能起到内润滑，又能起到外润滑的作用，提高POM的加工效率，降低POM的摩擦系数。
[0021]2、本技术方案中，有机硅母粒制备过程中，通过控制端氢硅油和羟基硅油的比例，从而控制助耐磨润滑剂体系中的全含氢和部分含氢的比例，可确保得到的交联有机硅的韧性和强度对POM的机械性能起到很好的平衡提升作用。Si
‑
H基数量少会导致活性点少，反应
活性不够；Si
‑
H基数量过多则会致使它们彼此靠得太近，不能完全发挥它们应有的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒，其特征在于：以质量份计，包括如下原料：主耐磨润滑剂30
‑
60份、有机载体30
‑
60份、相容剂1
‑
5份、助耐磨润滑剂0.1
‑
0.3份、催化剂0.01
‑
0.06份、减磨剂1
‑
8份、消声降噪剂0.5
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒，其特征在于：所述主耐磨润滑剂为甲基乙烯基硅橡胶，甲基乙烯基硅橡胶的分子量为400,000
‑
600,000，乙烯基摩尔含量为0.04
‑
0.20％。3.根据权利要求2所述的一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒，其特征在于：所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔含量为0.15
‑
0.20％。4.根据权利要求3所述的一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒，其特征在于：所述助耐磨润滑剂为端氢硅油、羟基硅油、长链烷基硅油和苯基硅油中的至少一种。5.根据权利要求4所述的一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒，其特征在于：所述助耐磨润滑剂为端氢硅油和羟基硅油的混合物，所述端氢硅油为全含氢端氢硅油和部分含氢端氢硅油按质量比6:4混合的混合物。6.根据权利要求5所述的一种可提升聚甲醛性能的有机硅母粒，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李享，
申请(专利权)人：重庆宝篆新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：