一種門窗型材用角碼材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種新型的門窗型材用角碼材料及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚甲醛（Ρ0Μ)具有優良的綜合性能，是五大工程塑料之一。但是，聚甲醛作為工程 塑料，由于聚甲醛結晶度高，極易形成大的球晶結構，造成Ρ0Μ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，使其在工程塑料領域中的應用和發展受到了限制。因此 多年來，進一步提高工程塑料Ρ0Μ的沖擊韌性成為主要研究方向。由于熱塑性聚氨酯（TPU) 彈性體與Ρ0Μ溶度積相接近具有一定的相容性，提高了聚甲醛Ρ0Μ的耐沖擊性，其缺口沖擊 強度比純Ρ0Μ樹脂明顯提高，目前，多采用TPU來增韌Ρ0Μ，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Ρ0Μ低TPU質量分數的體系，TPU以分散相 粒子存在于Ρ0Μ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Ρ0Μ 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，Ρ0Μ/ THJ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Ρ0Μ的價格居高不下。雖然，杜 邦（DuPont)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Ρ0Μ 的廣泛使用。
[0003] 專利CN102675818B《一種增強增韌聚甲醛及其制備方法》公開了一種增強增韌聚 甲醛，是由以下組分經以下制備方法制備得到的：將Ρ0Μ樹脂100份與抗氧化劑0. 1~0. 3 份、甲醛吸收劑0. 05~2份、甲酸吸收劑0. 05~0. 5份、熱塑性聚酯彈性體15~30份、經 表面處理的官能化多壁碳納米管0. 05~5份和潤滑劑0. 05~0. 5份加入高速混合機中混 合，再用排氣式雙螺桿擠出機熔融混煉，擠出造粒，即得，其中，螺桿轉速50~200轉/分， 料筒溫度140~220°C。該發明采用具有較高熱穩定性及優異強韌性的熱塑性聚酯彈性體， 及具有較高長徑比、且與Ρ0Μ基體相容性較好的官能化多壁碳納米管與Ρ0Μ復合，實現Ρ0Μ 增強增韌，缺口沖擊強度可達25KJ/m2左右，并保持較高拉伸強度，可達41~45MPa。該專 利雖然能使缺口沖擊強度達到較高的程度，但是拉伸強度明顯下降，并且使用了價格相對 昂貴的碳納米管及新的熱塑性聚酯彈性體，改性的成本較高，不利于工業化生產。
[0004] 專利CN102391605A《一種聚甲醛增韌劑、增韌聚甲醛及增韌劑的制備方法》公開了 一種聚甲醛增韌劑及其制備方法，該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%。該發明雖然大幅度地減少了昂貴的TPU彈性體的 用量，添加少量的丙烯酸酯接枝苯乙烯類彈性體增韌劑，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。但其增韌的效果仍 然很有限，不能完全滿足對聚甲醛沖擊強度高的要求。
【發明內容】
[0005] 本發明就是針對上述問題，提供一種增韌效果好、成本低、力學性能優異的一種新 型的門窗型材用角碼材料及其制備方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發明提供了一種門窗型材用角碼材料，其特征在于，由包括 以下組分的原料制成：
[0007] 聚甲醛70~95份，
[0008] 氨綸5~30份，
[0009] 異氰酸酯相容劑3~10份，
[0010] 潤滑劑0.3~1份，
[0011] 抗氧化劑〇. 2~0. 5份，
[0012] 增塑劑0.3~0.5份。
[0013] 優選地，所述的聚甲醛為P0MBS090,融指為8. 7g/10min。
[0014] 優選地，所述的氨綸為聚酯型氨綸廢絲，數均分子量為100000~200000。
[0015] 優選地，所述的異氰酸酯相容劑為多苯基多亞甲基多異氰酸酯（簡稱MDI)。
[0016] 優選地，所述的潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸和石蠟中的任一種。
[0017] 優選地，所述的抗氧化劑為空間位阻酚類抗氧化劑1010、3- (3,5-二叔丁基-4-羥 基）丙烯十八酯（簡稱抗氧化劑1076)和2,6-二叔基-4-甲酚（簡稱抗氧化劑264)中的 之任一種。
[0018] 優選地，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯（簡稱D0P)、間苯二甲酸二辛酯（簡稱 D0IP)、鄰苯二甲酸二丁酯（簡稱DBP)和鄰苯二甲酸二庚酯（簡稱DHP)中的一種或兩種以 上的混合物。
[0019] 本發明還提供了上述的門窗型材用角碼材料的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟：
[0020] 第一步：將氨綸在密煉機中密煉得到氨綸粉末；
[0021] 第二步：按比例將聚甲醛粉料、氨綸粉末、異氰酸酯相容劑、潤滑劑、抗氧化劑和增 塑劑加入到混合器中混合；
[0022] 第三步：將混合后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，將通過雙螺桿擠出機機頭擠出的物料拉條造粒，對所得的粒子進行干燥處理；將上 述氨綸改性聚甲醛粒子加入到注塑機中進行注塑，得到門窗型材用角碼材料。
[0023]優選地，所述的第一步中的密煉機的密煉溫度為170-180°C、密煉轉速為 30_35rpm、密煉時間為 30_50min。
[0024] 優選地，所述的第二步中的混合器為高速混合器，其采用的混合溫度為室溫，混合 時間為5min。
[0025] 優選地，所述的雙螺桿擠出機的溫度設定為：一區160°C，二區170°C，三區~六區 180°C，機頭175°C，喂料轉速為240~260rpm，切粒轉速為240rpm~300rpm。
[0026] 優選地，所述的注塑機的溫度控制為：注塑過程控制射嘴溫度為205°C，一段溫度 為190°C，二段溫度為180°C，三段溫度為160°C。
[0027] 本發明所述氨綸為聚酯型聚氨酯；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。
[0028] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0029] 本發明采用異氰酸酯作為相容劑改善氨綸與聚甲醛之間的相容性、分散性，其 性能相比添加相同份數的單純氨綸增韌聚甲醛的抗沖擊強度有顯著提高，可提高5%~ 35%。另外，本發明采用氨綸廢絲熱解得到的氨綸粉末增韌聚甲醛，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。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0031] 本發明各實施例中，所得的氨綸/聚甲醛復合門窗型材用角碼材料的沖擊強度， 按照GB-1843-1993標準，采用JC-3002型簡支梁沖擊試驗機進行測定。
[0032] 拉伸強度、斷裂伸長率，按照GB-1040-1992標準，采用SUN500萬能材料試驗機進 行測定。
[0033] 實施例1
[0034] -種門窗型材用角碼材料，由聚甲醛95重量份、氨綸5重量份（相當于總原料質 量的4. 81% )、異氰酸酯相容劑3重量份（相當于總原料質量的2. 89% )、潤滑劑0. 3重量 份、抗氧化劑〇.2重量份和增塑劑0. 4重量份制成。
[0035] 所述的聚甲醛為P0MBS090,融指為8. 7g/10min。所述的氨綸為數均分子量為 100000的聚酯型聚氨酯彈性體，為回收的氨綸廢絲。所述異氰酸酯相容劑為二苯基甲烷二 異氰酸酯（MDI)。所述潤滑劑為硬脂酸鋅與石蠟按質量比計算，即硬脂酸鋅：石蠟為1 : 2 組成的混合物。所述抗氧化劑為[四（3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯 (簡稱抗氧化劑1010);抗氧化劑1010是受阻酚型抗氧化劑，與大多數聚合物具有很好的相 容性，