[发明专利]耐候型聚甲醛复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚甲醛复合物，尤其是一种耐候型聚甲醛复合物及其制备方法。 

背景技术

聚甲醛是分子链中含有-CH₂O-链节的线性高分子聚合物，是一种高结晶性、高密度的热塑性工程塑料。与聚乙烯相比，聚甲醛的碳氧键短，内聚能密度高，因此密度大；聚甲醛分子链的柔顺性大，链的结构规整性高，因而结晶度高、结晶能力强。由于聚甲醛的高结晶性，赋予聚甲醛较高的刚性、耐疲劳性、抗磨耗特性，优良的介电性能，低的摩擦系数、蠕变倾向，并有“超钢”、“赛钢”等美誉。因此，聚甲醛被广泛地应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用，如医疗技术、运动器械等方面，聚甲醛的应用也表现出较好的增长态势。 

由于聚甲醛分子主链为-OCH₂O-键，两个相邻氧原子对亚甲基上的氢原子有较强的活化作用，聚甲醛在加工和使用过程中具有明显的解聚倾向，在热和光特别是紫外光的影响下，聚甲醛会在其分子链上形成羟基和羰基，而随着羰基浓度的增加，聚甲醛吸收紫外光的能力增强，引发更多的链断裂。因此，聚甲醛的耐候性相对较差，导致材料的使用价值降低，限制了其在诸多方面的应用，提高聚甲醛的耐候性意义重大。在目前的研究中，通常采用苯并三唑、二苯丙酮类紫外线吸收剂吸收阳光中的紫外部分，使光不能透入聚甲醛内部；采用受阻胺类光稳定剂将被紫外线活化的自由基的活化能降低，从而起到保护聚甲醛的作用；采用亚磷酸酯类抗氧化剂与甲醛吸收剂能够吸收加工过程中产生的自由基，防止了聚甲醛的降解，提高了聚甲醛的稳定性。但是，上述助剂都为小分子化合物，在加工和使用过程中会出现挥发、迁移的现象，导致聚甲醛的光稳定和热稳定效果降低。如专利公开说明书CN 102337001A采用非对称型受阻酚抗氧剂、受阻胺光稳定剂及硬脂酸钙，专利公开说明书CN 1618872A采用无机粒子、光稳定剂及热氧稳定剂提高聚甲醛的耐候性，在加工过程中小分子化合物都出现了挥发和迁移，长期使用过程中表面出现了斑点、污点，聚甲醛力学性能下降。而通过加成、缩合、接枝方法将小分子化合物转变为大分子化合物，能够有效地防止挥发、迁移现象发生，从而使聚甲醛的耐候效果大大地增加。因此，助剂的高分子化成为近年研究的热点。专利公开说明书 CN 1196073A公开了一种采用具有伯酰胺基与酰亚胺基的乙烯基高分子聚合物与聚甲醛混合的方法来提高聚甲醛的耐候性，但是效果不佳。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有效防止助剂小分子挥发、迁移的耐候型聚甲醛复合物；本发明还提供了耐候型聚甲醛复合物的制备方法。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其主要由下述质量分数的原料熔融而成：共聚甲醛树脂91.5～97.5%、聚合型紫外线吸收剂0.1～0.6%、聚合型光稳定剂0.1～1.0%、紫外线屏蔽剂1.0～5.0%。 

本发明所述聚合型紫外线吸收剂为聚甲基丙烯酸甲酯接枝2,4-二羟基二苯甲酮、聚甲基丙烯酸甲酯接枝2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、苯基-5-甲基丙烯酸酯基水杨酸甲酯乙酸乙烯酯共聚物、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮苯乙烯共聚物、2,4,6-三(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪苯乙烯共聚物中的一种或两种的混合物。 

本发明所述聚合型光稳定剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶接枝苯乙烯马来酸酐共聚物、1,2,2,6,6-五甲基-4-吡啶醇接枝苯乙烯马来酸酐共聚物、丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、4-（对甲苯磺酰胺基）-2,2,6,6-四甲基哌啶接枝苯乙烯马来酸酐共聚物中的一种或两种的混合物。 

本发明所述紫外线屏蔽剂为金红石晶型纳米二氧化钛、氧化锌、炭黑中的一种或两种的混合物。 

本发明其还包括下述质量分数的原料：自由基猝灭剂0.01～0.05%、抗氧化剂0.03～0.05%、甲醛吸收剂0.5～1.5%和分散剂0.2～0.3%。 

本发明所述自由基猝灭剂为四甲基苯醌、2-甲基-2-亚硝基甲烷、二甲基苯醌、对苯醌、2,2-二苯基-1-三硝基苯肼中的一种或两种的混合物。 

本发明所述抗氧化剂为二缩三乙二醇双［β-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙酸酯］、四［β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯、1,3,5-三（3,5-二叔丁基-4-羟基苄基）异氰尿酸、三［2,4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯中的一种或两种的混合物。