一种用于聚甲醛的成核剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体公开一种用于聚甲醛的成核剂组合物

【技术实现步骤摘要】
一种用于聚甲醛的成核剂组合物、聚甲醛组合物及制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种用于聚甲醛的成核剂组合物
、
聚甲醛组合物及制备方法
。

技术介绍

[0002]聚甲醛
(POM)
又被称为聚缩醛或缩醛树脂，是一种结晶性热塑性高分子聚合物
。
聚甲醛的分子链结构规整且无侧链，因此具有优异的力学性能
、
耐摩擦性能
、
耐化学品性能和抗蠕变性能等等，被广泛应用于农业
、
机械工业和精密器件等
。
但是，由于聚甲醛的高规整度，使其具有高结晶度，但韧性差
、
缺口冲击强度低，在加工过程中收缩率大，限制了聚甲醛在各个领域的应用
。
[0003]为了改善聚甲醛的结晶性能，通常需要加入成核剂
。
一般聚甲醛成核剂分为无机成核剂
、
有机成核剂和复合成核剂，其中，无机成核剂容易聚集且与聚甲醛的相容性差；有机低分子类成核剂通常熔点低，加工过程中稳定性差；有机高分子类成核剂容易降低聚甲醛的力学性能且用量一般较大，因此，目前一般采用合适的复合成核剂
。
[0004]现有文献中报道了以草酸二酰胺和氮化硼作为聚甲醛的复合成核剂，虽然在一定程度上加快了聚甲醛的结晶速率，降低了球晶颗粒粒度，从而提高了聚甲醛的加工性能，但是，草酸二酰胺是低分子量有机化合物，在加工过程中成核剂容易发生迁移，限制了聚甲醛性能的进一步提高r/>。
因此，有必要寻找一种新型的成核剂以进一步提高聚甲醛的结晶性能和力学性能，从而扩大聚甲醛的应用范围
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中聚甲醛存在的结晶性能和力学性能有待进一步提高的问题，本专利技术提供一种用于聚甲醛的成核剂组合物
、
聚甲醛组合物及制备方法
。
本专利技术通过采用特定的熔融指数的共聚甲醛与无机成核剂复配作为聚甲醛的成核剂，显著改善了聚甲醛的结晶性能，提高了聚甲醛的结晶速率，降低了聚甲醛的球晶尺寸，进而有效提高了聚甲醛的力学性能，有利于扩大聚甲醛的应用领域
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0007]一种用于聚甲醛的成核剂组合物，包括低熔指共聚甲醛和无机成核剂；其中，所述低熔指共聚甲醛的熔融指数为
0.1g/10min
～
3g/10min。
[0008]专利技术人经大量研究发现，均聚甲醛的热稳定性较差，作为聚甲醛的成核剂进行加工时容易发生分解，且作为成核剂所需的均聚甲醛需要分子量较大，实际生产厂家很少，应用受到限制
。
交联聚甲醛作为成核剂时，在聚甲醛原料中的分散性较差，无法有效提高聚甲醛原料的性能
。
[0009]相对于现有技术，本专利技术提供的用于聚甲醛的成核剂组合物，通过选择特定的低熔融指数的共聚甲醛作为聚甲醛的成核剂，其与聚甲醛基体相容性很好，获得的晶核点可均匀分布于聚甲醛基体中，避免局部分散过多，晶核间相互碰撞问题的出现，从而使尽可能
多的聚甲醛分子链有序排列，缩短结晶过程，改善结晶度，使得聚甲醛的球晶尺寸减小，球晶数量增加，进而有效提高了聚甲醛的力学性能；同时，复配无机成核剂，进一步增加球晶数量，有利于进一步提高聚甲醛的结晶性能和力学性能，并改善聚甲醛加工过程收缩率大的问题
。
本专利技术提供的成核剂可有效改善聚甲醛的结晶结构，提高聚甲醛的力学性能和可加工性，对于扩大聚甲醛的应用领域具有十分重要的意义
。
[0010]优选的，所述低熔指共聚甲醛的熔融指数为
0.5g/10min
～
2g/10min。
[0011]优选的，所述低熔指聚甲醛的制备方法包括如下步骤：
[0012]将三聚甲醛
、1,3
‑
二氧戊环
、
磷钨酸溶液和链转移剂混合均匀，于
50℃
～
60℃
进行聚合反应，灭活，干燥，得低熔指聚甲醛；
[0013]其中，所述磷钨酸溶液中磷钨酸与三聚甲醛的质量比为
(1
～
6)ppm:1。
[0014]在研发过程中，专利技术人意外发现，通过控制聚合反应的温度和磷钨酸的加入量，可以获得熔融指数
0.1g/10min
～
3g/10min
的低熔指聚甲醛，其可作为优良的聚甲醛成核剂，改善聚甲醛的结晶性能和力学性能
。
[0015]具体的，所述低熔指聚甲醛的制备方法包括如下步骤：
[0016]将三聚甲醛
、1,3
‑
二氧戊环
、
磷钨酸溶液和链转移剂加入管道混合器中充分混合均匀后，连续送入一阶双螺杆捏合转子反应器中，于
50℃
～
60℃
进行聚合反应，然后将反应产物送入二阶聚合反应器中，同时加入三苯基膦终止剂进行灭活处理，然后将反应粉料经干燥脱挥后得到低熔指聚甲醛
。
[0017]进一步地，结合上述，所述磷钨酸溶液为质量浓度
0.1
％～
0.3
％的磷钨酸的丙酮溶液
。
[0018]进一步地，结合上述，所述链转移剂为甲缩醛
。
[0019]进一步地，结合上述，所述
1,3
‑
二氧戊环与三聚甲醛的质量比为
2:98
～
5:95
；所述链转移剂与三聚甲醛的质量比为
(5
～
100)ppm:1。
[0020]需要说明的是，上述
1ppm
＝
0.0001
％
。
[0021]进一步地，结合上述，所述聚合反应的时间为
1min
～
3min。
[0022]本专利技术提供的低熔指聚甲醛的制备方法，操作简单，制备得到的低熔指聚甲醛热稳定性良好，且与聚甲醛基体具有相似的溶解性和熔融性能，因此可提高晶核点在聚甲醛基体中的分散性，进而有利于聚甲醛基体结晶性能和力学性能的提高
。
[0023]优选的，所述无机成核剂为氮化硼
、
氢氧化镁
、
氧化镁或碳酸钙中至少一种
。
[0024]进一步优选的，所述无机成核剂为氮化硼
。
[0025]优选的，所述的用于聚甲醛的成核剂组合物，包括如下质量百分含量的组分：低熔指共聚甲醛
15
％～
50
％和无机成核剂
50
％～
85
％
。
[0026]优选的无机成核剂与上述低熔指聚甲醛协同作用，可在聚甲醛基体结晶之前形成大量晶核，从而诱导引发聚甲醛结晶，提高聚甲醛的晶核数目，结晶度和结晶温度，降低其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于聚甲醛的成核剂组合物，其特征在于，包括低熔指共聚甲醛和无机成核剂；其中，所述低熔指共聚甲醛的熔融指数为
0.1g/10min
～
3g/10min。2.
如权利要求1所述的用于聚甲醛的成核剂组合物，其特征在于，所述低熔指共聚甲醛的熔融指数为
0.5g/10min
～
2g/10min。3.
如权利要求1所述的用于聚甲醛的成核剂组合物，其特征在于，所述低熔指聚甲醛的制备方法包括如下步骤：将三聚甲醛
、1,3
‑
二氧戊环
、
磷钨酸溶液和链转移剂混合均匀，于
50℃
～
60℃
进行聚合反应，灭活，干燥，得低熔指聚甲醛；其中，所述磷钨酸溶液中磷钨酸与三聚甲醛的质量比为
(1
～
6)ppm:1。4.
如权利要求1所述的用于聚甲醛的成核剂组合物，其特征在于，所述无机成核剂为氮化硼
、
氢氧化镁
、
氧化镁或碳酸钙中至少一种
。5.
如权利要求1‑4任一项所述的用于聚甲醛的成核剂组合物，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：低熔指共聚甲醛
15
％～
50
％和无机成核剂
50
％～
85
％
。6.
一种聚甲醛组合物，其特征在于，包括聚甲醛原料和权利要求1‑5任一项所述的用于聚甲醛的成核剂组合物
。7.
如权利要求6所述的聚甲醛组合物，其特征在于，所述用于聚甲醛的成核剂组合物的添加量为聚甲醛原料质量的
0.1
％～1％
。8.
如权利要求7所述的聚甲醛组合物，其特征在于，还包括抗氧剂
、
甲醛吸收剂和润滑剂；其中，所述抗氧剂
、
甲醛吸收剂
、
润滑剂与用于聚甲醛的成核剂组合物的质量比为3～
7:1:2
～
6:5
～
15。9.
如权利要求8所述的聚甲醛组合物，其特征在于，所述抗氧剂为三乙二醇双
[3
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲苯基
)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚涛，李洪娟，李响，金玉顺，关礼争，刁鹏杰，马小丰，曹琦，孙可凡，伍一波，刘若凡，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：