[发明专利]一种高韧性高耐磨聚甲醛组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚甲醛复合物及其制备方法，具体涉及一种具有高抗冲击性和高耐磨损性聚甲醛复合物及其制备方法，属于工程塑料的增韧和功能化改性技术及制备领域。

背景技术

聚甲醛具有优良的力学性能。其冲击强度高，弹性模量和刚性较高，耐疲劳性好，抗蠕变性能优良。尺寸稳定性和成形加工性能良好。但聚甲醛由于其特殊的分子链结构，在成型加工的过程中极易结晶，生成尺寸较大的球晶；当材料受到冲击时，球晶容易形成应力集中点，造成材料的破坏。所以聚甲醛对缺口很敏感，其缺口冲击强度较低，因而不能满足机械制造领域对其性能的要求，这极大地限制了聚甲醛的使用范围。因此，对聚甲醛的增韧研究一直受到较大的重视。但由于聚甲醛是弱极性线型结晶聚合物，无侧基团，与其他树脂或弹性体相容性差。因此，采用弹性体共混改性后，其增韧效果并不理想。迄今为止，针对聚甲醛的超韧化改性仍是国际高分子学术界的一大难题，亦是聚甲醛研究的前沿课题。

弹性体增韧聚甲醛是一种传统的增韧改性方法，目前已经取得一定的研究开发进展。例如美国专利US 4804716、5286807、5310822以热塑性聚氨酯为增韧剂改性聚甲醛从而使聚甲醛的缺口冲击强度提高到25～40％。又如美国专利US4639488、4713414采用丁二烯弹性体作为改性剂增韧聚甲醛，可以使缺口冲击强度提高到27％～38％；美国专利US 6943214采用聚乙烯作为增韧剂改性聚甲醛，可以使得缺口冲击强度达到20％左右。中国专利CN 1166736C采用全硫化粉末羧基丁苯橡胶，中国专利CN 1353135采用丁苯橡胶和三元乙丙橡胶增韧聚甲醛，都使得冲击韧性有了一定程度的改善。但上述改性方法对聚甲醛抗冲击性能的提高十分有限，且传统的弹性体增韧方法在提高韧性的同时，不可避免地降低了材料的刚性，使其拉伸强度、弯曲强度等力学性能遭到破坏，从而限制了聚甲醛改性产品的应用。

此外，聚甲醛所具有的另一大特点是其优异的耐磨性能。由于其摩擦系数小、自润滑性好，因而具有较高的耐磨损性能；所以被广泛的应用于大型机械、精密仪器的零部件制造、汽车等交通运输工具，也是动力传动零部件主要材料。为使聚甲醛在作为机械工程零部件制造材料中更好地发挥润滑的特性，对其进行耐磨性能的改性具有十分重要的意义。对于聚甲醛的润滑改性研究已经取得不少成果，如美国专利US 5344875采用聚烯烃作为润滑改性剂，US 4645785采用硅酸钙，聚乙烯和硅油作为润滑剂改善聚甲醛的耐磨性。中国专利CN1270187A采用超高分子量聚乙烯，低分子量聚乙烯作为润滑剂提高聚甲醛的耐磨性，从而使得摩擦因数由0.25降低为0.14～0.18，降低了40％。中国专利CN1635017A通过采用石墨润滑母料改性聚甲醛的方法提高了其自润滑性，使其摩擦因数由0.31降低为0.15～0.21。

目前随着聚甲醛在高科技的精密机械及仪器、各种机械传动部件的制造及应用不断拓展，对其力学性能、耐磨性能等综合性能的要求也越来越苛刻。因此，开发研制基于聚甲醛原料的改性材料新品种，制备高性能低成本的高韧性高耐磨聚甲醛改性产品，能够满足我国机械制造领域的迫切需要。

发明内容

本发明旨在针对聚甲醛抗冲击性能和耐磨损性能方面的不足和现有技术的缺陷，提供一种具有优良抗冲击性能、且兼具耐磨性的聚甲醛材料，同时提供一种具有高韧性高耐磨性聚甲醛材料的制备方法，从而实现对聚甲醛综合性能的改善，并使其充分发挥在机械零部件制造领域中的关键作用。

本发明提供了一种高韧性高耐磨聚甲醛复合物，该复合物的各组分及其质量百分含量为：聚甲醛48.0～84.4wt.％、聚氧化乙烯10.0～30.0wt.％、聚四氟乙烯纤维5.0～20.0wt.％、抗氧剂1010 0.25～0.5wt.％、抗氧剂168 0.25～0.5wt.％、甲醛吸收剂0.1～1.0wt.％。

其中，所述的聚甲醛为均聚甲醛或共聚甲醛中的一种。其分子量范围为20000～100000，熔体流动速率为4～15g/10min。