本發明涉及一種聚甲醛材料的制備,特別是一種光穩定性抗靜電聚甲醛材料的制備。該光穩定性抗靜電聚甲醛材料適用于電子電器、日用消費品、機械工業等領域。
背景技術:
pom(聚甲醛)為線性結晶型聚合物,分子鏈結構規整、內聚能密度大、結晶度高、力學性能優異,具有較高的彈性模量、很高的剛度和硬度、拉伸強度、彎曲強度,耐蠕變性和耐疲勞性能優良,比強度和比剛性接近于金屬,是工程塑料中力學性能最接近金屬的材料,有金屬塑料之稱。pom以其優異的性能在汽車、電子電器、日用消費品、機械工業等領域獲得了廣泛運用,迅速發展成為五大工程塑料之一。
但是pom熱穩定性差、耐候性不理想,長期暴露在日光或短期置于強熒光下,由于吸收了紫外光能量,引發了自動氧化反應,導致了塑料的主要組分聚合物的降解,使得制品變色、發脆、性能下降,以致無法再用。因此防護聚合物.抵御光老化.延長其使用壽命.是十分重要的問題。防止高分子材料光老化的方法有多種.其中添加光穩定劑是最方便且有效的方法之一。
在眾多的光穩定劑中,受阻胺類在光穩定劑中是開發最晚(20世紀70年代才開始),但發展最快的一類。目前,在國內外均是使用量最大的光穩定劑。在傳統的抗靜電光穩定材料的制備中,光穩定劑與抗靜電劑加入降低了塑料了可加工性,因此尋求降低光穩定劑與抗靜電劑加入量同時保證塑料高效的抗靜電抗光穩定材料具有重要的意義。
技術實現要素:
本發明主要是為了提高聚甲醛材料的抗靜電以及光穩定性,解決光穩定劑與抗靜電劑加入降低了塑料了可加工性等缺陷,從而提供了一種光穩定性抗靜電聚甲醛材料的制備方法。
本發明所采用的技術方案是一種光穩定性抗靜電聚甲醛材料的制備方法,其特征在于所述的制備包括如下步驟:(1)將4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(tempo)作為氫鍵給體與一定量的氫鍵受體以及少量水混合后,于80℃油浴下加熱,直到形成均一,透明的具有抗靜電作用的光穩定性低共融試劑;
(2)將抗靜電作用的光穩定性低共融試劑、抗靜電劑以及聚甲醛按一定質量比共混均勻后,在雙螺桿擠出機中擠出造粒得到抗靜電母粒,將所得抗靜電母粒在下真空干燥4h備用;
(3)將制備的抗靜電母粒、熱穩定劑以抗氧劑按一定配比與純聚甲醛混合均勻后,在雙螺桿擠出機中擠出造粒,將顆粒充分干燥后經注塑機注塑成標準試樣,得到具有光穩定性抗靜電聚甲醛材料。
進一步的,步驟(1)中所述的氫鍵給體為尿素、甘油、乙二醇中的一種。
進一步的,步驟(1)中所述的tempo、氫鍵給體與水的摩爾比為1:2:3。
進一步的,步驟(1)中所述的抗靜電劑為聚乙二醇/季銨鹽基甲基丙烯酸酯共聚物、金屬纖維、炭黑中的一種或多種。
進一步的,步驟(2)中所述的低共融試劑與聚甲醛的質量百分比為1%~3%。
進一步的,步驟(2)中所述的抗靜電劑與聚甲醛的質量百分比為0.1%~0.5%。
進一步的,步驟(2)中所述的抗靜電母粒真空干燥時的溫度為75~95℃。
進一步的,步驟(2)中所述的擠出機各段溫度從加料口到機頭依次為:加料口溫度為160℃,擠出機1區溫度為175℃,擠出機2區溫度為180℃,擠出機3-4區溫度為180,擠出機5區溫度為185,出料口溫度為180℃,螺桿轉速100~150rpm。
進一步的,步驟(3)中所述的熱穩定劑為長鏈或高級脂肪酸及其衍生物,所述的抗氧劑為受阻胺類抗氧劑、亞磷酸酯抗氧劑中的一種。
進一步的,步驟(3)中所述的抗靜電母粒、熱穩定劑、抗氧劑以及純聚甲醛的質量百分比分別為40%、1%、0.5%以及58.5%。
進一步的,步驟(3)中所述的擠出機各段溫度從加料口到機頭依次為:加料口溫度為160℃,擠出機1區溫度為175℃,擠出機2區溫度為180℃,擠出機3-4區溫度為180,擠出機5區溫度為185,出料口溫度為180℃,螺桿轉速100~150rpm。
本發明是在經過多次篩選、實驗和總結后提出的。本發明的方法的能顯著提高聚甲醛材料的抗靜電能力以及光穩定性。與現有技術相比,本發明所適用的光穩定劑為基于tempo的低共融試劑,該類光穩定劑合成工藝綠色簡單,原料利用率100%,且形成的低共融試劑具有導電功能,增加聚甲醛的抗靜電能力,能顯著減少其他抗靜電添加劑的加入量,提高聚甲醛材料的加工性。此外,本發明采用兩次擠壓造粒工藝,使得聚甲醛材料具有永久的抗靜電作用。將本發明的穩定性抗靜電聚甲醛材料用于電子行業中,能顯著的增加材料的抗靜電性能以及光穩定性能。
具體實施方式
實施例一
將4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(tempo)作為氫鍵給體與尿素和水按照摩爾比為1:2:3混合后,于80℃油浴下加熱2h,形成均一,透明的具有抗靜電作用的光穩定性低共融試劑;將具有抗靜電作用的光穩定性低共融試劑、炭黑以及聚甲醛按1:0.3:98.7的質量比共混均勻后,設置加料口溫度為160℃,擠出機1區溫度為175℃,擠出機2區溫度為180℃,擠出機3-4區溫度為180,擠出機5區溫度為185,出料口溫度為180℃,螺桿轉速120rpm后,將混合物在雙螺桿擠出機中擠出造粒得到抗靜電母粒,將所得抗靜電母粒在75℃下真空干燥4h備用;將制備的抗靜電母粒、高級脂肪酸、受阻胺類抗氧劑、純聚甲醛按40:1:0.5:58/5的比例混合均勻后,在雙螺桿擠出機中擠出造粒,將顆粒充分干燥后經注塑機注塑成標準試樣,得到具有光穩定性抗靜電聚甲醛材料。
實施例二
將4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(tempo)作為氫鍵給體與尿甘油和水按照摩爾比為1:2:3混合后,于80℃油浴下加熱1.5h,形成均一,透明的具有抗靜電作用的光穩定性低共融試劑;將具有抗靜電作用的光穩定性低共融試劑、聚乙二醇/季銨鹽基甲基丙烯酸酯共聚物以及聚甲醛按1:0.2:98.8的質量比共混均勻后,設置加料口溫度為160℃,擠出機1區溫度為175℃,擠出機2區溫度為180℃,擠出機3-4區溫度為180,擠出機5區溫度為185,出料口溫度為180℃,螺桿轉速100rpm后,將混合物在雙螺桿擠出機中擠出造粒得到抗靜電母粒,將所得抗靜電母粒在85℃下真空干燥4h備用;將制備的抗靜電母粒、長鏈脂肪酸、亞磷酸甘油酯、純聚甲醛按40:1:0.5:58.5的比例混合均勻后,在雙螺桿擠出機中擠出造粒,將顆粒充分干燥后經注塑機注塑成標準試樣,得到具有光穩定性抗靜電聚甲醛材料。
實施例三
將4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(tempo)作為氫鍵給體與乙二醇和水按照摩爾比為1:2:3混合后,于80℃油浴下加熱1h,形成均一,透明的具有抗靜電作用的光穩定性低共融試劑;將具有抗靜電作用的光穩定性低共融試劑、聚金屬纖維以及聚甲醛按1:0.1:98.9的質量比共混均勻后,設置加料口溫度為160℃,擠出機1區溫度為175℃,擠出機2區溫度為180℃,擠出機3-4區溫度為180,擠出機5區溫度為185,出料口溫度為180℃,螺桿轉速150rpm后,將混合物在雙螺桿擠出機中擠出造粒得到抗靜電母粒,將所得抗靜電母粒在90℃下真空干燥4h備用;將制備的抗靜電母粒、長鏈脂肪酸、受阻胺類抗氧劑、純聚甲醛按40:1:0.5:58.5的比例混合均勻后,在雙螺桿擠出機中擠出造粒,將顆粒充分干燥后經注塑機注塑成標準試樣,得到具有光穩定性抗靜電聚甲醛材料。
性能評價
將實施例1-3所制得的塑料與聚甲醛樣品按按gb/t16422.3.1997塑料實驗室光源暴露實驗方法以及gb/t1410.2006電阻率測定方法進行測試。