一種阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種兼具阻燃和抗靜電功能的聚甲醛樹脂及其制備方法，它由以下配比的原料制成：聚甲醛(POM)50-80%，微膠囊紅磷阻燃劑6-20%，成炭劑3-25%、吸醛劑1-10%、抗靜電劑1-10%，加工助劑0.1-3.0%和抗氧劑0.1-1.0%。首先將POM，阻燃劑、成炭劑，吸醛劑，抗靜電劑，加工助劑和抗氧劑在高速混合機中預混3-15分鐘，然后將混合的原料置于雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，注塑成形。本發明制備的聚甲醛復合材料兼具阻燃和抗靜電性能，熱穩定性能和力學性能較好，可以滿足煤礦井下用聚合物制品等多種應用環境的需求。
【專利說明】一種阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚甲醛樹脂材料，尤其涉及一種同時提高其阻燃性能和抗靜電性能的聚甲醛樹脂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚甲醛(POM)是一種高密度、高結晶性、無側基線性聚合物。POM的分子結構極其規整，結晶性很高，使其物理性能十分優異。具有較高的彈性模量、硬度和剛性，耐蠕變、耐疲勞和耐摩擦性能較好，還具備自潤滑的特性。其比剛性和比強度接近于金屬，拉伸強度、彎曲強度和抗疲勞性能都非常優異，摩擦系數小，尺寸穩定性高，可作為某些金屬材料的替代品，有“超鋼”之稱，常被用來代替有色金屬制成按鈕、齒輪、閥門、水表、拉鏈、泵的葉輪等制品。但POM較易燃燒，極限氧指數只有14.9%，燃燒過程中伴隨熔融滴落等現象，極易導致火焰蔓延，不能適用于阻燃等級要求較高的領域。此外，POM的電阻率也很高，易產生靜電積聚，進而誘發火災、爆炸、電擊等災害。這些缺點嚴重限制了它在很多領域的應用。現有技術有關于阻燃聚甲醛和抗靜電聚甲醛研制的，但是都不能滿足某些特殊應用領域的要求，例如煤礦井下用聚合物制品要求兼具阻燃和抗靜電性能。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是現有技術中的阻燃聚甲醛和抗靜電聚甲醛性能單一，不能滿足某些特殊應用領域的要求的技術缺陷，提供一種兼具阻燃和抗靜電性能的聚甲醛樹脂及其制備方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
本發明的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，它由以下配比的原料制成: 聚甲醛(POM)50-80%
紅磷微膠囊阻燃劑6-20%
成炭劑3-25%
吸醛劑1-10%
抗靜電劑1-10%
加工助劑0.1-3.0%
抗氧劑0.1-1.0%
所述聚甲醛樹脂為共聚甲醛、均聚甲醛樹脂或二者以不同比例的混合物。
[0005]所述成炭劑為酚醛樹脂、雙季戊四醇、季戊四醇、聚氨酯彈性體(TPU)等中的一種或者幾種不同比例的混合物。
[0006]所述吸醛劑為三聚氰胺、雙氰胺中的一種。
[0007]所述抗靜電劑為銅、鎳、不銹鋼等金屬纖維、金屬粉末或顆粒，以及含上述金屬纖維或金屬顆粒的母粒。
[0008]所述加工助劑為硬 脂酸鋰、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟、硬脂酸單甘油酯、聚乙二醇中的一種。
[0009]所述抗氧劑為2，4，6-三叔丁基苯酚、2，2’ -亞甲基雙(4-甲基_6_叔丁基苯酚)、4，4’-次甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)、四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯中的一種。
[0010]本發明的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂復合材料的制造方法，包括以下步驟: 首先，按重量比稱取原料:聚甲醛(POM)、阻燃劑、成炭劑、吸醛劑、抗靜電劑、加工助劑
和抗氧劑，并將其在高速混合機中預混3-15分鐘；然后將混合的原料置于雙螺桿擠出機中，于165_180°C條件下經熔融擠出、造粒，在注塑機上注塑成形。
[0011]本發明制備的聚甲醛復合材料兼具阻燃和抗靜電性能。通過阻燃劑和抗靜電劑添加量的調整可以制備一系列不同阻燃級別和抗靜電能力的雙功能聚甲醛復合材料。并且該材料具有良好的熱穩定性能和力學性能，可以滿足煤礦井下用聚合物制品以及其他多種應用環境的需求。
【具體實施方式】
[0012]通過下述具體實例來進一步說明本發明的技術方案，并且本發明不局限于以下實施例。
[0013]實施例1
將重量比70.7%P0M、10%紅磷微膠囊、2%三聚氰胺、6%酚醛樹脂、4%雙季戊四醇、6%金屬纖維、0.3%抗氧劑245和1.0%硬脂酸鋰在高速混合機上預混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機中于165-175°C熔融擠出造粒，再將擠出的顆粒于105°C干燥后，在注塑機上注塑成形。
[0014]實施例2
將重量比67.2%P0M、10%紅磷微膠囊、6%三聚氰胺、4%酚醛樹脂、6%季戊四醇、6%金屬纖維、0.3%抗氧劑245和0.5%聚乙烯蠟在高速混合機上預混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機中于165-175°C熔融擠出造粒。再將擠出的顆粒于105°C干燥后，在注塑機上注塑成形。
[0015]實施例3
將重量比71.2%P0M、12%紅磷微膠囊、2%雙氰胺、2%酚醛樹脂、6%雙季戊四醇、2%TPU、4%金屬纖維、0.3%抗氧劑245和0.5%硬脂酸鋰在高速混合機上預混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機中于165-175°C熔融擠出造粒。再將擠出的顆粒在105°C干燥后，在注塑機上注塑成形。
[0016]實施例4
將重量比67.2%P0M、12%紅磷微膠囊、4%三聚氰胺、6%酚醛樹脂、4%TPU、6%金屬粉末、
0.3%抗氧劑245和0.5%硬脂酸鋅在高速混合機上預混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機中于165-175°C熔融擠出造粒。再將擠出的顆粒干燥后，在注塑機上注塑成形。
[0017]實施例5
將重量比66.2%P0M、15%紅磷微膠囊、2%三聚氰胺、4%酚醛樹脂、6%季戊四醇、6%金屬粉末、0.3%抗氧劑1010和0.5%硬脂酸鋰在高速混合機上預混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機中于165-175°C熔融擠出造粒，在注塑機上注塑成形。
[0018]實施例6將重量比64.2%P0M、15%紅磷微膠囊、6%雙氰胺、4%酚醛樹脂、6%雙季戊四醇、4%金屬顆粒、0.3%抗氧劑1010和0.5%硬脂酸鋅在高速混合機上預混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機中于165-175°C熔融擠出造粒，在注塑機上注塑成形。
[0019]實施例1-6的配方及性能測試結果見表1。按照GB/T 2406.2-2009測試試樣的極限氧指數，可燃氣源為液化石油氣；按照國家標準GB/T2408-2008測試試樣的垂直燃燒性能。采用HPS2683型絕緣電阻儀按照國家標準GB/T15662-1995測試樣品的電阻率。按照國際標準ISO 527-1.2測試樣品的拉伸強度。按IS0-178測試樣品的彎曲強度。
[0020]表1實施例1-6的配方與性能
【權利要求】
1.一種阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，其特征是:由聚甲醛、紅磷微膠囊阻燃劑、成炭劑、吸醛劑、抗靜電劑、加工助劑和抗氧劑復合而成，其配方的重量百分比為:聚甲醛(POM)50-80%、紅磷微膠囊阻燃劑6-20%、成炭劑3-25%、吸醛劑1_10%、抗靜電劑1_10%、加工助劑0.1-3.0%、抗氧劑 0.1-1.0%。
2.根據權利要求1所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，其特征是:所述的聚甲醛樹脂為共聚甲醛樹脂、均聚甲醛樹脂或二者以不同比例的混合物。
3.根據權利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，其特征是:所述成炭劑為酚醛樹脂、雙季戊四醇、季戊四醇、聚氨酯彈性體(TPU)中的一種或者幾種不同比例的混合物。
4.根據權利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，其特征是:所述吸醛劑為三聚氰胺、雙氰胺中的一種。
5.根據權利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，其特征是:所述抗靜電劑為銅、鎳、不銹鋼等金屬纖維、金屬粉末或顆粒，以及含上述金屬纖維或金屬顆粒的母粒。
6.根據權利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，其特征是:所述加工助劑為硬脂酸鋰、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟、硬脂酸單甘油酯、聚乙二醇中的一種。
7.根據權利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂，其特征是:所述抗氧劑為2，4，6-三叔丁基苯酚、2，2’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-次甲基雙(2，6- 二叔丁基苯酚)、四[甲基-β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯中的一種。
8.權利要求1所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹脂的制備方法，其特征在于:首先按重量比稱取聚甲醛(POM)、阻燃劑、成炭劑、吸醛劑、抗靜電劑、加工助劑和抗氧劑，并將其在高速混合機中預混3-15分鐘；然后將混合的原料置于雙螺桿擠出機中，于165-180°C條件下經熔融擠出，造粒，在注塑機上注塑成形。
【文檔編號】C08K3/08GK103740043SQ201310697291
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】房曉敏, 付瑤, 丁濤, 吳保章, 徐元清, 魏靈朝, 龔春紅, 田一政, 張璞, 趙利軍, 張延兵, 曹志魁, 吳俊威, 宋燦, 金璐, 李建通, 任艷蓉 申請人:河南能源化工集團研究院有限公司, 河南大學