一种聚甲醛组合物及其制备方法与应用技术

本公开提供了一种聚甲醛组合物及其制备方法与应用，涉及聚甲醛技术领域。本公开在玻璃纤维表面接枝异氰酸酯基团，所得改性玻璃纤维用于制备聚甲醛组合物，改性玻璃纤维上的异氰酸酯基团能够和聚甲醛分子链的端基偶合，使聚甲醛组合物的力学性能增加和降低聚甲醛组合物的甲醛释放量。合物的甲醛释放量。

【技术实现步骤摘要】
一种聚甲醛组合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及聚甲醛
，具体涉及一种聚甲醛组合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚甲醛(POM)是高结晶性的线性热塑性聚合物，具有优异的力学性能、耐磨自润滑性、耐油性、耐化学药品性、抗蠕变性，吸水率低，能在较宽的温度范围内保持其所具有的力学、化学性能和电性能，是一种综合性能优良的工程塑料，被广泛应用于汽车、电子电气、家用电气等行业。
[0003]POM是以(
‑
CH2‑
O
‑
)链节为主，其中杂以少量的(
‑
CH2CH2O
‑
)或(
‑
CH2CH2CH2CH2O
‑
)链节，端基为甲氧基醚或羟基乙基醚结构的大分子，这就导致在熔融加工过程中，POM易在热、氧作用下发生断链，并且这种热分解是自催化性质的，释放出大量的甲醛。现有技术主要通过在聚甲醛中添加玻璃纤维来增强聚甲醛的性能，由于POM端基为羟基，其与玻璃纤维的羟基反应活性较差，导致了玻纤增强POM的性能较差以及不稳定，为了提高材料强度，在加工过程中需要有效的分散玻璃纤维，需要较高的加工温度和较强的螺杆剪切强度，这样会导致POM分子链的不稳定，释放出更多的甲醛，甲醛在高温有氧时会被氧化成为甲酸，甲酸对聚甲醛的降解反应有自动加速催化作用，因此常在POM中加入热稳定剂、抗氧化剂、甲醛吸收剂等，以满足成形加工的需要。但助剂的添加量要适量，在达到足够的效果情况下，避免添加量较多引起注塑过程的析出等问题。
[0004]目前提出的提高玻纤增强强度的方法，都是通过添加具有偶联作用的助剂来提高玻璃纤维和POM分子链之间的相互作用，如专利CN107746540B、DE 2162345、CN104995254B等通过引入异氰酸酯来提高玻璃纤维和POM之间的相互作用力，不过异氰酸酯的直接引入，在后续的注塑过程中，会导致注塑析出到模具表面，从而影响产品质量。而专利CN101343396B中，通过对于玻璃纤维浸润体系进行优化，采用多种具有偶联效果的助剂来提高玻璃纤维和POM之间的相互作用力；不过该浸润体系是水体系的，当采用异氰酸酯类的相容性时，在玻纤表面处理过程中异氰酸基团会发生水解反应生成胺或脲，从而失去偶联POM端羟基的功能，最终起主要作用的并不是异氰酸酯，而是浸润体系的其它组分。异氰酸酯和玻璃纤维表面的羟基的反应条件比较苛刻，而且反应速率比较低。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于克服现有技术的不足，提供一种力学性能好的聚甲醛组合物及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本公开采取的技术方案为：提供一种聚甲醛组合物，包括以下重量份的组分：聚甲醛100份，多异氰酸酯改性玻璃纤维25
‑
30份；其以所述聚甲醛组合物100wt％计含有：多异氰酸酯0.04wt％
‑
0.28wt％。
[0007]在一个实施方式中，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维中多异氰酸酯的接枝率为0.2
‑
1.2％；优选地，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维中异氰酸酯基团的接枝率为0.2
‑
0.45％；
[0008]和/或，其以所述聚甲醛组合物100wt％计含有：多异氰酸酯0.04wt％
‑
0.09wt％；
[0009]和/或，其以所述聚甲醛组合物100wt％计，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维的含量为20
‑
23％；
[0010]和/或，所述多异氰酸酯的官能团≥3。
[0011]在一个实施方式中，所述多异氰酸酯为4,4
’‑
亚甲基双苯基异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、1,6
‑
六亚甲基二异氰酸酯三聚体、2,4
‑
甲苯二异氰酸酯三聚体、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯三聚体中的至少一种。
[0012]在一个实施方式中，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维的制备方法如下：将多异氰酸酯溶解到有机溶剂中，得到多异氰酸酯溶液；然后将玻璃纤维浸渍到多异氰酸酯溶液中，在惰性气体条件下进行反应，反应结束后，除溶剂，干燥，得到改性玻璃纤维。
[0013]在一个实施方式中，所述多异氰酸酯溶液中多异氰酸酯的质量百分浓度为0.45
‑
2.3％；优选地，所述多异氰酸酯溶液中多异氰酸酯的质量百分浓度为0.5
‑
2％；
[0014]和/或，所述多异氰酸酯溶液和玻璃纤维的质量比为(5
‑
10)：1；优选地，所述多异氰酸酯溶液和玻璃纤维的质量比为(6
‑
8)：1。
[0015]在一个实施方式中，所述反应的温度为40
‑
55℃；反应的时间为5
‑
6h。
[0016]在一个实施方式中，所述聚甲醛组合物还包括0.1
‑
3重量份的助剂。
[0017]在一个实施方式中，所述助剂为润滑剂、抗氧剂中的至少一种；所述润滑剂为硬脂酰胺类润滑剂；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
[0018]本公开提供了一种所述聚甲醛组合物的制备方法，包括以下步骤：将各组分按比例混合均匀后，加入螺杆挤出机中，在180
‑
200℃下熔融挤出造粒，得到聚甲醛组合物。
[0019]本公开还提供了所述聚甲醛组合物在汽车、电子电气、家用电气中的应用。例如齿轮或支架。
[0020]与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开在玻璃纤维表面接枝异氰酸酯基团，所得改性玻璃用于制备聚甲醛组合物，改性玻璃纤维上的异氰酸酯基团能够和POM分子链的端基偶合，使聚甲醛组合物的力学性能增加和降低聚甲醛组合物的甲醛释放量。
具体实施方式
[0021]参考以下实施方式的详细描述，将更容易理解本专利技术的优点和特征以及实现所述优点和特征的方法。然而，本专利技术可以通过各种其它形式实施，并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施方式。提供本文公开的实施方式，从而使得本专利技术的公开将是彻底和完整的，并将把本专利技术的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0022]说明书中使用的术语仅旨在描述某些实施方式，并且决不应限制本专利技术。除非另有明确使用，否则单数形式的表述包括复数形式的含义。
[0023]除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在综合词典中定义的任何术语应被解释为具有相关领域的上下文中的相同含义，并且，除非明确地另外定义，否则不应被解释为具有理想主义或过度形式主义的含义。
[0024]下文中，将详细描述本公开聚甲醛组合物及其制备方法与应用。
[0025]本公开提供了一种聚甲醛组合物，包括以下重量份的组分：聚甲醛100份，多异氰
酸酯改性玻璃纤维25
‑
30份；其以所述聚甲醛组合物100wt％计含有：多异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚甲醛组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚甲醛100份，多异氰酸酯改性玻璃纤维25
‑
30份；其以所述聚甲醛组合物100wt％计含有：多异氰酸酯0.04wt％
‑
0.28wt％。2.如权利要求1所述的聚甲醛组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维中异氰酸酯基团的接枝率为0.2
‑
1.2％；优选地，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维中异氰酸酯基团的接枝率为0.2
‑
0.45％；和/或，其以所述聚甲醛组合物100wt％计含有：多异氰酸酯0.04wt％
‑
0.09wt％；和/或，其以所述聚甲醛组合物100wt％计，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维的含量为20
‑
23％；和/或，所述多异氰酸酯的官能团≥3。3.如权利要求2所述的聚甲醛组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯为4,4
’‑
亚甲基双苯基异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、1,6
‑
六亚甲基二异氰酸酯三聚体、2,4
‑
甲苯二异氰酸酯三聚体、2,6
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甲苯二异氰酸酯三聚体中的至少一种。4.如权利要求1所述的聚甲醛组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯改性玻璃纤维的制备方法如下：将多异氰酸酯溶解到有机溶剂中，得到多异氰酸酯溶液；然后将玻璃纤维浸渍到多异氰酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷年伟，陈平绪，叶南飚，付学俊，陈锋，彭树，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：