*CN102532797A*
(10)申请公布号 CN 102532797 A(43)申请公布日 2012.07.04
(12)发明专利申请
(21)申请号 201210001088.X(22)申请日 2012.01.04
(71)申请人上海蓝星聚甲醛有限公司
地址201419 上海市奉贤区星火开发区民乐
路395号(72)发明人陈红军 王建平 张旺 孙治琴
王丽英(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限
公司 11002
代理人王朋飞 张庆敏(51)Int.Cl.
C08L 59/04(2006.01)C08L 59/00(2006.01)C08L 83/04(2006.01)C08L 75/04(2006.01)C08K 5/3492(2006.01)B29C 47/92(2006.01)B29B 9/06(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 4 页权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
一种改性聚甲醛材料及其制备方法(57)摘要
本发明涉及一种改性聚甲醛材料及其制备方法，本发明的改性聚甲醛材料主要包括下述重量份的各成分：聚甲醛100份；硅氧烷母粒5～20份；聚氨酯5～35份。通过适量地添加弹性体聚氨酯及硅氧烷母粒，本发明的改性聚甲醛材料的回弹性、耐磨性、润滑性均得到改善，可进一步增大聚甲醛材料的应用范围。
CN 102532797 ACN 102532797 A
权 利 要 求 书
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1.一种改性聚甲醛材料，其特征在于，所述材料主要包括下述重量份的各成分：聚甲醛 100份硅氧烷母粒 5～20份聚氨酯 5～35份。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述聚甲醛为熔融指数为2～30的共聚甲醛。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述硅氧烷母粒为硅油含量为5～40％的硅油聚甲醛混合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯的邵氏A硬度为60～95。5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，还包括0～1份三聚氰胺。6.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，还包括0～1份抗氧剂；所述抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1010或抗氧剂20N中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，还包括0～1份润滑剂；所述润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸钙中的一种或几种。
8.一种制备权利要求1～7任一所述材料的制备方法，其特征在于，将聚甲醛以外的各成分高速混合均匀，加入聚甲醛后混合均匀挤出成型。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述高速为500～1500转/分钟。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，以双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机各段的温度为150～220℃，螺杆转速为30～200转/分钟。
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CN 102532797 A
说 明 书
一种改性聚甲醛材料及其制备方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及化学工业领域，具体涉及一种改性聚甲醛材料及其制备方法。
背景技术
聚甲醛(POM)具有自润滑、摩擦系数低、耐磨性好的优点，同时具有较好的耐磨
蚀、抗疲劳等特性，被广泛应用于汽车、电子电器零部件及其它工、农业产品。但它仅能在低速，低负荷条件下使用，为了使POM能在高负荷、高速、高温等苛刻条件下工作，就必须对POM摩擦磨耗性能进行进一步的改良，使其具有更好的自润滑性和耐磨耗性，同时聚甲醛也存在缺口韧性低的问题也必须进行改善，才能扩大聚甲醛的使用范围。[0003] 为了提高聚甲醛的耐磨性及降低磨擦系数，提出使用二硫化钼、硅油和聚四氟乙烯作为耐磨剂，但其在使用中都不同程度的对产品的性能产生一定的影响。二硫化钼填充聚甲醛，在生产加工过程中容易促使聚甲醛的分解；硅油填充聚甲醛，存在加入量少，分散不均匀的情况；聚四氟乙烯填充聚甲醛，加入量大，影响聚甲醛的物理性能。[0004] 国内专利CN 101629008A，公开了一种高自润滑性、高耐磨性齿轮专用聚甲醛。CN 1597771A，公开了高自润滑、高耐磨、增强聚甲醛工程塑料合金及制造方法。CN 101759955A，公开了高耐磨性自润滑聚甲醛及其制作工艺。这些专利中都采用了增韧剂及硅油作为添加剂，来改善产品的耐磨性及韧性，但这些专利中对于硅油添加的弊端都未提及，一是存在添加量过小，超过2％以后，螺杆容易打滑；二是硅油在聚甲醛中不容易分散均匀。
[0002]
发明内容
[0005] 为了克服上述缺陷，本发明提供一种高耐磨、高润滑、高回弹性的改性聚甲醛材料。
[0006] 本发明的改性聚甲醛材料，主要包括下述重量份的各成分：[0007] 聚甲醛 100份[0008] 硅氧烷母粒 5～20份[0009] 聚氨酯 5～35份[0010] 其中，所述聚甲醛为共聚甲醛，所述共聚甲醛由三聚甲醛与二氧戊环开环聚合制得。
[0011] 另外，所述共聚甲醛优选熔融指数为2～30的共聚甲醛。[0012] 另外，所述聚氨酯优选邵氏A硬度为60～95的聚氨酯。[0013] 另外，所述硅氧烷母粒为硅油含量为5～40％的硅油聚甲醛混合物。[0014] 另外，还包括0～1份三聚氰胺；所述三聚氰胺优选0.01～0.5重量份。另外，还包括0～1份抗氧剂；[0016] 其中，所述抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1010或抗氧剂20N中的一种或几种。另外，所述抗氧剂用量优选0.01～0.5重量份。
[0015]
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说 明 书
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另外，还包括0～1份润滑剂；所述润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸钙中的一种或几
种。另外，所述润滑剂优选0.05～0.5重量份。[0018] 本发明还提供一种所述材料的制备方法，将聚甲醛以外的各成分高速混合均匀，加入聚甲醛混合均匀后挤出成型。[0019] 其中，所述高速为500～1500转/分钟。[0020] 另外，以双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机各段的温度为150～220℃，螺杆转速为30～200转/分钟。
[0021] 通过适量地添加弹性体聚氨酯及硅氧烷母粒，本发明的改性聚甲醛材料的回弹性、耐磨性、润滑性均得到改善，可进一步增大聚甲醛材料的应用范围。具体实施方式
[0022] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0023] 本发明中所用原料生产厂家如下所示：[0024] 聚甲醛：上海蓝星聚甲醛有限公司生产、BS090A型；[0025] 硅氧烷母粒：Dor corning生产。[0026] 聚氨酯：德国巴斯夫生产，S80A、S60A、S90A。[0027] 表1、本发明中所用到的性能测试标准
[0028]
测试项目 拉伸强度 断裂伸长率 缺口冲击强度 磨擦系数 磨损量
[0029] [0030]
mg 单位 MPa ％ KJ/m2
标准 ISO527 ISO527 ISO179 GB/T 3960-1983 GB/T 3960-1983
实施例1
(1)预混：将下述重量的各成分加入高速混合机进行预混：硅氧烷母粒50g(硅油含量5％)，聚氨酯(S80A)350g，抗氧剂1010 3g，三聚氰胺2g，聚乙烯蜡3g。[0031] 高速混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟。[0032] (2)双螺杆挤出机造粒：将上述预混的物料加入双螺杆挤出机的一个称重系统中，另一个称重系统加入聚甲醛1000g。双螺杆挤出机各段设定温度为170℃，螺杆转速为50转/分钟。性能如表2所示。[0033] 实施例2
(1)预混：将下述重量的各成分加入高速混合机进行预混：硅氧烷母粒200g(硅油
含量5％)，聚氨酯(S60A)50g，抗氧剂245 10g，三聚氰胺5g，硬脂酸钙10g。[0035] 高速混合机转速为1500转/分钟，混合时间为5分钟。
[0034]
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CN 102532797 A[0036]
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(2)双螺杆挤出机造粒：将上述预混的物料加入双螺杆挤出机的一个称重系统
中，另一个称重系统加入聚甲醛1000g。双螺杆挤出机各段设定温度为220℃，螺杆转速为100转/分钟。性能如表2所示。[0037] 实施例3[0038] (1)预混：将下述重量的各成分加入高速混合机进行预混：硅氧烷母粒100g(硅油含量35％)，聚氨酯(S90A)250g，抗氧剂1010 10g，三聚氰胺7g，聚乙烯蜡0.5g。[0039] 高速混合机转速为1500转/分钟，混合时间为5分钟。[0040] (2)双螺杆挤出机造粒：将上述预混的物料加入双螺杆挤出机的一个称重系统中，另一个称重系统加入聚甲醛1000g。双螺杆挤出机各段设定温度为150℃，螺杆转速为30转/分钟。性能如表2所示。[0041] 实施例4[0042] (1)预混：将下述重量的各成分加入高速混合机进行预混：硅氧烷母粒200g(硅油含量25％)，聚氨酯(S80A)100g，抗氧剂20N 0.1g，三聚氰胺0.1g，硬脂酸钙5g。[0043] 高速混合机转速为1500转/分钟，混合时间为5分钟。[0044] (2)双螺杆挤出机造粒：将上述预混的物料加入双螺杆挤出机的一个称重系统中，另一个称重系统加入聚甲醛1000g。双螺杆挤出机各段设定温度为220℃，螺杆转速为200转/分钟。性能如表2所示。[0045] 实施例5[0046] (1)预混：将下述重量的各成分加入高速混合机进行预混：硅氧烷母粒150g(硅油含量15％)，聚氨酯(S80A)200g，抗氧剂1010 5g，三聚氰胺10g，聚乙烯蜡7g。[0047] 高速混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟。[0048] (2)双螺杆挤出机造粒：将上述预混的物料加入双螺杆挤出机的一个称重系统中，另一个称重系统加入聚甲醛1000g。双螺杆挤出机各段设定温度为200℃，螺杆转速为100转/分钟。性能如表2所示。[0049] 表2、实施例1～5制得改性聚甲醛材料的性能测试表
[0050]
测试项目 拉伸强度 断裂伸长率 缺口冲击强度 磨擦系数 磨损量[0051]
BS090A 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 60 40 6.5 0.3 2.5
55 80 10 0.28 2.2
56 90 12 0.18 1.7
49 130 20 0.23 2
45 120 18 0.18 1.6
52 100 15 0.15 1.5
根据试验数据可以看出添加弹性体聚氨酯可以明显改善材料的断裂伸长率和冲击强度，即产品的回弹性得到提高。从拉伸延伸率及延伸率得到提高，可以看出硅氧烷母粒在材料中分散均匀，即使添加比例达到30份也不存在加工问题；随着硅氧烷母粒的加入，
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CN 102532797 A
说 明 书
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磨损量降低，大大提高材料的耐磨性能，同时也降低了磨擦系数，提高了润滑性。
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