專利名稱：一種聚甲醛增韌劑、增韌聚甲醛及增韌劑的制備方法
技術領域：
本發明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種聚甲醛增韌劑、增韌聚甲醛及增韌劑的制備方法。
背景技術：
聚甲醛(POM)在熱塑性塑料中是最堅硬的，其具有較好的綜合性能，是塑膠原料中力學性能最接近金屬的品種之一。但是，聚甲醛作為通用塑料，由于其耐候差，粘合性差，熱分解與軟化溫度接近，使其在工程塑料領域的應用中受到了限制。另外，由于聚甲醛結晶度高，極易形成大的球晶結構，造成POM樹脂缺口敏感性大，耐沖擊強度低，往往以脆性方式遭到破壞，也極大的限制了 POM的發展和應用。因此多年來，進一步提高工程塑料POM的沖擊韌性成為主要研究方向。因為熱塑性聚氨酯(TPU)彈性體與POM溶度積相接近具有一定的相容性，提高了聚甲醛POM的耐沖擊性，其缺口沖擊強度比純POM樹脂明顯提高，目前，多采用TPU來增韌POM。例如，任顯誠等人的研究發現采用機器共混的方法制備了 P0M/TPU復合材料(任顯誠等人，“聚氨酯增韌聚甲醛的研究”，塑料工業，2004年，第32卷第6期，14 15頁)，該復合材料形成雙連續結構時成為超韌體系，即用熱塑性聚氨酯彈性體改性聚甲醛可以提高聚甲醛的抗沖擊強度。但是對于純POM低TPU質量分數的體系，TPU以分散相粒子存在于POM中。當受到沖擊作用時，銳利的缺口產生的裂紋迅速增長，容易直接從POM大的球晶晶粒之間穿過，使材料脆性破壞，即使裂紋發展過程中遇到一些TPU彈性粒子，吸收的能量也有限，因而韌性提高的幅度并不大。只有當TPU的質量分數達到50%時，P0M/TPU 復合材料的亞微相態呈現雙連續相，P0M/TPU復合材料才能成為超韌體系。由于TPU的價格比較昂貴，如此大的TPU添加量導致了具有良好韌性的POM的價格居高不下。雖然，杜邦 (Du Pont)公司采用機械共混和接枝共聚的方法開發出超韌性TPU/P0M合金，但要明顯的表現出脆 韌轉變現象，TPU也必須添加超過35%的量，這大大增加了成本，限制了 POM的廣泛使用。
發明內容
本發明就是針對上述問題，提供一種增韌效果好、成本低的聚甲醛增韌劑和其制備方法，以及一種添加此增韌劑的增韌聚甲醛。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明聚甲醛增韌劑的組成按重量份數表示為熱塑性聚氨酯30 50 ；丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體50 70 ；抗氧劑 0. 1 0. 3。作為一種優選方案，本發明所述熱塑性聚氨酯的重量份數為40、丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體的重量份數為60、抗氧劑的重量份數為0. 2。作為另一種優選方案，本發明所述聚氨酯為聚酯型聚氨酯或聚醚性聚氨酯。作為另一種優選方案，本發明所述抗氧劑為空間位阻酚類抗氧劑1010。本發明增韌聚甲醛的組成按重量份數表示為所述聚甲醛增韌劑5 20、聚甲醛80 95。作為一種優選方案，本發明所述聚甲醛增韌劑的重量份數為12、聚甲醛的重量份數為88。本發明增韌劑的制備方法，包括以下步驟(1)將熱塑性聚氨酯、丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體、抗氧劑加入到混合器中，混合至均勻。(2)將混好的物料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機混煉塑化并擠出。(3)將通過雙螺桿擠出機機頭擠出的物料制成顆粒。(4)對粒子進行干燥處理。作為另一種優選方案，本發明所述制造顆粒的方式為水冷拉條造粒或水環造粒或水下造粒。其次，本發明所述混合器采用高速混合器，混合處理溫度的溫度為室溫，混合時間為5分鐘。另外，本發明所述雙螺桿擠出機加工溫度為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C，四區172 176°C，五區177 183°C，六區176 182°C，七區 172 175°C，八區168 173°C，九區162 167°C，機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為^Orpm 320rpm。本發明有益效果本發明采用的丙烯酸酯接枝苯乙烯類彈性體具有殼核結構，為殼核結構增韌機理，TPU為彈性體增韌機理，實現了改性劑的優勢互補，增韌效果好，提高了增韌劑的相容性、分散性，其性能相比添加相同分數的單純TPU增韌聚甲醛的抗沖擊強度有顯著提高，可提高5% 35%。另外，本發明大幅度地減少了昂貴的TPU彈性體的用量，添加少量的本發明的增韌劑，便可獲得增韌效果良好的聚甲醛，極大地降低的增韌聚甲醛的成本，使增韌聚甲醛得到更加廣泛的使用。
具體實施例方式本發明聚甲醛增韌劑的組成按重量份數表示為熱塑性聚氨酯30 50 ；丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體50 70 ；抗氧劑0. 1 0. 3。丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體可采用牌號為KM358的丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體。所述熱塑性聚氨酯的重量份數為40、丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體的重量份數為60、抗氧劑的重量份數為0.2。所述聚氨酯為聚酯型聚氨酯；聚酯型聚氨酯的綜合力學性能好，與POM在熔融加工中粘度匹配性好，利于共混，增韌效果好。所述抗氧劑為空間位阻酚類抗氧劑。所述抗氧劑為抗氧劑1010 ；抗氧劑1010是受阻酚型抗氧劑，與大多數聚合物具有很好的相容性，有良好的防止光和熱引起的變色作用，化學性狀穩定。本發明增韌聚甲醛的組成按重量份數表示為所述聚甲醛增韌劑5 20、聚甲醛 80 95。所述聚甲醛增韌劑的重量份數為12、聚甲醛的重量份數為88。本發明增韌聚甲醛的制備方法將所述聚甲醛增韌劑與聚甲醛共混5分鐘，然后投入雙螺桿擠出機，擠出機各段的的溫度為區間為一區175°C 183，二區183 186°C， 三區187 192°C，四區192 196°C，五區198 205°C，六區198 205°C，七區192 197°C，八區187 193°C，九區182 186°C，機頭182 188°C ；每區停留時間4 5秒； 螺桿轉速為300rpm。本發明增韌劑的制備方法，包括以下步驟(1)將熱塑性聚氨酯、丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體、抗氧劑加入到混合器中，混合至均勻。(2)將混好的物料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機混煉塑化并擠出。(3)將通過雙螺桿擠出機機頭擠出的物料制成顆粒。(4)對粒子進行干燥處理。所述制造顆粒的方式為水冷拉條造粒或水環造粒或水下造粒。所述混合器采用高速混合器，混合處理溫度的溫度為室溫，混合時間為5分鐘。所述雙螺桿擠出機加工溫度為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C,四區172 176°C，五區177 183°C，六區176 182°C，七區172 175°C，八區 168 173°C，九區162 167°C，機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為 260rpm 320rpmo本發明增韌劑的熔融指數為0. 3 0. 5g/10min (熔指儀溫度為190°C，砝碼重量為 2. 16Kg)。為便于本發明進一步理解，現結合具體實施例對本發明進行描述。實施例1 將70份的丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體KM358、30份的熱塑性聚氨酯、0. 2份的抗氧劑1010同時加入混料機中共混5分鐘，然后投入雙螺桿擠出機，擠出機各段的的溫度為區間為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C，四區172 176°C，五區177 183°C，六區176 182°C，七區172 175°C，八區168 173°C，九區 162 167°C，機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為300rpm。實施例2 將65份的丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體KM358、35份的熱塑性聚氨酯、0. 2份的抗氧劑1010同時加入混料機中共混5分鐘，然后投入雙螺桿擠出機，擠出機各段的的溫度為區間為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C，四區172 176°C，五區177 183°C，六區176 182°C，七區172 175°C，八區168 173°C，九區 162 167°C，機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為300rpm。實施例3 將60份的丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體KM358、40份的熱塑性聚氨酯、0. 2份的抗氧劑1010同時加入混料機中共混5分鐘，然后投入雙螺桿擠出機，擠出機各段的的溫度為區間為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C，四區172 176°C，五區177 183°C，六區176 182°C，七區172 175°C，八區168 173°C，九區 162 167°C，機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為300rpm。實施例4 將55份的丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體KM358、45份的熱塑性聚氨酯、0. 2份的抗氧劑1010同時加入混料機中共混5分鐘，然后投入雙螺桿擠出機，擠出機各段的的溫度為區間為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C，四區172 176°C，五區177 183°C，六區176 182°C，七區172 175°C，八區168 173°C，九區 162 167°C，機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為300rpm。實施例5 將50份的丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體KM358、50份的熱塑性聚氨酯、0. 2份的抗氧劑1010同時加入混料機中共混5分鐘，然后投入雙螺桿擠出機，擠出機各段的的溫度為區間為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C，四區172 176°C，五區177 183°C，六區176 182°C，七區172 175°C，八區168 173°C，九區 162 167°C，機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為300rpm。
單獨添加TPU與添加本發明的聚甲醛增韌劑獲得的增韌聚甲醛的性能對比如下表。
權利要求
1.一種聚甲醛增韌劑，其特征在于其組成按重量份數表示為熱塑性聚氨酯30 50 ； 丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體50 70 ；抗氧劑0. 1 0. 3。
2.根據權利要求1所述一種聚甲醛增韌劑，其特征在于所述熱塑性聚氨酯的重量份數為40、丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體的重量份數為60、抗氧劑的重量份數為0. 2。
3.根據權利要求1所述一種聚甲醛增韌劑，其特征在于所述聚氨酯為聚酯型聚氨酯或聚醚性聚氨酯。
4.根據權利要求1所述一種聚甲醛增韌劑，其特征在于所述抗氧劑為空間位阻酚類抗氧劑1010。
5.一種采用權利要求1 4之任意一種所述聚甲醛增韌劑的增韌聚甲醛，其特征在于其組成按重量份數表示為所述聚甲醛增韌劑5 20、聚甲醛80 95。
6.根據權利要求5所述增韌聚甲醛，其特征在于所述聚甲醛增韌劑的重量份數為12、 聚甲醛的重量份數為88。
7.—種權利要求1 4之任意一種所述聚甲醛增韌劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將熱塑性聚氨酯、丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體、抗氧劑加入到混合器中， 混合至均勻；(2)將混好的物料投入雙螺桿擠出機的加料斗，經雙螺桿擠出機混煉塑化并擠出；(3)將通過雙螺桿擠出機機頭擠出的物料制成顆粒；(4)對粒子進行干燥處理。
8.根據權利要求7所述聚甲醛增韌劑的制備方法，其特征在于制造顆粒的方式為水冷拉條造粒或水環造粒或水下造粒。
9.根據權利要求7所述聚甲醛增韌劑的制備方法，其特征在于所述混合器采用高速混合器，混合處理溫度的溫度為室溫，混合時間為5分鐘。
10.根據權利要求7所述聚甲醛增韌劑的制備方法，其特征在于所述雙螺桿擠出機加工溫度為一區158°C 163，二區162 167°C，三區168 173°C，四區172 176°C，五區 177 183°C，六區 176 182°C，七區 172 175°C，八區 168 173°C，九區 162 167°C， 機頭175 182°C ；每區停留時間4 5秒；螺桿轉速為^Orpm 320rpm。
全文摘要
一種聚甲醛增韌劑、增韌聚甲醛及增韌劑的制備方法屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種聚甲醛增韌劑、增韌聚甲醛及增韌劑的制備方法。本發明提供一種增韌效果好、成本低的聚甲醛增韌劑和其制備方法，以及一種添加此增韌劑的增韌聚甲醛。本發明聚甲醛增韌劑的組成按重量份數表示為熱塑性聚氨酯30～50；丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體50～70；抗氧劑0.1～0.3。本發明增韌劑的制備方法包括以下步驟(1)將熱塑性聚氨酯、丙烯酸酯接枝的苯乙烯類彈性體、抗氧劑加入到混合器中。(2)將混好的物料投入雙螺桿擠出機的加料斗，混煉塑化并擠出。(3)將通過雙螺桿擠出機機頭擠出的物料制成顆粒。(4)對粒子進行干燥處理。
文檔編號C08K5/134GK102391605SQ20111025729
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者呂通建 申請人:沈陽科通塑膠有限公司