[发明专利]一种环氧树脂改性聚甲醛、聚甲醛组合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种环氧树脂改性聚甲醛、聚甲醛组合物及其制备方法与应用，涉及高分子材料技术领域。本发明所述环氧树脂改性聚甲醛的熔点为160～170℃，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。在满足上述条件的情况下，聚甲醛链段中的C‑O键相对较少，对热水破坏的抵抗力相对较强，适合应用于工作环境为热水条件下的产品领域，如热水阀门、热水泵内部件、热水管道部件等。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种环氧树脂改性聚甲醛、聚甲醛组合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚甲醛树脂(POM)具有优异的力学性能、耐磨性、高刚性以及耐油性，主要应用于汽车、电子电器、消费品、工业应用、流体器材等行业。对于流体器材行业，其中部分产品的应用环境为热水，需要材料具有高的耐热水稳定性。POM材料由于具有较高的热变形温度，能够在80～100℃长期工作，并且由于高的刚性，常被用于替代金属，用于流体阀门、管道等产品中。但是POM由于其分子链上的C-O键能低，并且存在端羟基，使得其在热水条件下是不稳定的，容易降解；另外，由于POM在加工过程中，一般会加入一些甲醛吸收剂或者甲酸吸收剂，而部分吸收剂如碱金属或碱土金属会在热水中表现出极强的碱性，使产品变色，并且也容易导致POM在热水中降解。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有耐热水性能的环氧树脂改性聚甲醛、聚甲醛组合物及其制备方法与应用，扩大聚甲醛类材料的应用领域。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种环氧树脂改性聚甲醛，所述环氧树脂改性聚甲醛的熔点为160～170℃，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

当满足上述条件时，聚甲醛链段中C-O键的含量较为适中，若聚甲醛链段中C-O键的含量较高，由于C-O键对于热水破坏的抵抗力比C-C键差，水分子很容易进攻分子链中的C-O键以及端羟基，使材料的耐热水稳定性变差；而若C-O键的含量较低，环氧树脂改性聚甲醛中支链较多，环氧树脂改性聚甲醛的力学性能较差。另外，以环氧树脂改性聚甲醛，以环氧基团替代羟基作为端部基团，可以增强分子链对热水的抵抗力，提高聚甲醛材料的耐热水性能。

双酚A型环氧树脂的空间位阻小，其环氧基团可以很好地稳定聚甲醛的C-O键，可以与聚甲醛的端羟基反应，从而提高其耐热水稳定性。另外，环氧树脂的引入可以破坏聚甲醛的规则度，减弱聚甲醛的结晶度，使其不易形成大的球晶，降低热水作用下的内应力。

优选地，所述环氧树脂改性聚甲醛的制备原料包含如下重量份的成分：共聚甲醛94.5～99.5份和双酚A型环氧树脂0.5～5.5份。

双酚A型环氧树脂的含量过低，改善效果较弱；若双酚A型环氧树脂的含量过高，环氧树脂改性聚甲醛的力学性能会大幅衰减。

优选地，所述共聚甲醛中二氧五环的含量为2.5～6mol％，所述共聚甲醛的重均分子量为80000～200000。进一步优选地，所述共聚甲醛中二氧五环的含量为4～5mol％，所述共聚甲醛的重均分子量为160000～190000。对二氧五环的含量以及共聚甲醛的重均分子量作上述选择是为了平衡环氧树脂改性聚甲醛的耐热水性以及力学性能，提高其综合性能。

优选地，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为1750～2400g/eq，软化点为115～135℃。当环氧当量过高时，环氧树脂中的环氧基团太少，无法有效的对聚甲醛的C-O键起到保护作用以及与端羟基反应；当环氧当量过低时，尽管有比较高的环氧基团含量，但此时环氧树脂的软化点一般都是比较低的，在加工过程中直接软化了，无法有效地分散在聚甲醛中，形成均一稳定的组合物。

本发明还公开了一种所述环氧树脂改性聚甲醛的制备方法，所述制备方法为：

(1)按配比称取各组分，在高混机中混合均匀，得到预混料；

(2)将预混料加入双螺杆挤出机中熔融共混、挤出造粒，得到所述环氧树脂改性聚甲醛。