[發明專利]一種耐磨自潤滑聚甲醛及其制備方法

有效

• 申請號: 201210164300.4
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102675819A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 芮勝波;葉林;陳愛忠;趙曉文;石家新;徐勝;王廣義;候世榮;李崢
• 申請（專利權）人: 兗礦魯南化肥廠
• 主分類號: C08L59/00
• 分類號: C08L59/00;C08L75/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/26;C08K3/36;C08K3/34;C08K5/3492;C08K5/31;C08K5/21;C08K5/25;C08K3/22;C08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種耐磨自潤滑聚甲醛及其制備方法，屬于高分子材料加工領域。

背景技術

聚甲醛（POM）是以[-CH₂-O-]為主鏈、無支化、高熔點、高密度、高結晶的熱塑性工程塑料，具有很高的強度和剛度、優秀的耐蠕變性、耐疲勞性、固有潤滑性、耐磨損性和耐化學藥品性等，是工程塑料中最接近金屬的品種，可用以代替銅、鋁、鋅等有色金屬及合金制品，廣泛應用于電子電氣、汽車、輕工、機械、化工、建材等領域。

隨POM在航空、汽車、電子電氣、機械、建筑等行業的廣泛應用以及各種器械向小型化、高性能化、高速度等方向的發展，對其韌性、剛性、耐熱性、尺寸穩定性、摩擦磨損性等提出了更高要求。為適應高速、高負荷場下摩擦件的使用，常采用自潤滑性優異的聚四氟乙烯（PTFE）與POM復合制備POM/PTFE合金，可獲得兼具PTFE獨特的自潤滑特性及POM優異力學性能的材料，并提高了POM的耐溫性、尺寸穩定性等。中國發明專利ZL200910052913.7以N，N二甲基甲酰胺為分散劑，采用溶液法制備了POM/PTFE共混合金，但PTFE的加入對POM力學性能有較大削弱，使其力學強度和韌性大幅降低。中國發明專利ZL03151026.4在制備POM/PTFE合金時采用聚氨酯彈性體、鈦酸鉀晶須、玻璃微珠對其增強增韌，但PTFE表面自由能非常低，與POM及其它材料相容性差，必須對PTFE進行特殊的表面處理。對POM/PTFE共混材料體系，POM、PTFE、彈性體、無機填料等各組分界面相容性和粘結強度對改善材料整體性能至關重要。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種耐磨自潤滑聚甲醛及其制備方法，本發明的耐磨自潤滑聚甲醛是采用具有優異強韌性、與POM、PTFE相容性較好的熱塑性含氟聚氨酯彈性體及無機納米粒子與POM、PTFE復合，研究制備的具有優異力學性能的耐磨自潤滑聚甲醛。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種耐磨自潤滑聚甲醛，是由以下重量份的組分組成的：

所述抗氧劑為四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（即：Irganox1010），N,N'-雙-[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；鵠己二胺（即：Irganox?1098），β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸十八醇酯（即：Irganox?1076），2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（即：BHT(264)）中的任一種。

所述甲醛吸收劑為三聚氰胺、雙氰胺、尿素、酰肼中的任一種。

所述甲酸吸收劑為氧化鎂、硅酸鈣、甘油磷酸鈣、氫氧化鎂、碳酸鈣中的任一種。

所述潤滑劑為甘油單硬脂酸酯、雙硬酯酰胺、季戊四醇三硬脂酸酯中的任一種。

所述無機納米粒子為碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉、蒙脫土中的任一種。

所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑中的任一種。

所述耐磨自潤滑聚甲醛的制備方法為：

（1）無機納米粒子的表面處理：

將偶聯劑0.005～0.5份與無機納米粒子0.1～5份分散在乙醇溶液（水和乙醇的體積比為1∶9）中，在50℃下超聲處理（超聲的頻率是20KH～120KH）0.5～2h，然后抽濾、干燥，得到表面處理的無機納米粒子；

（2）耐磨自潤滑聚甲醛的制備方法：

將POM?100份與抗氧劑0.1～0.3份、甲醛吸收劑0.05～2份、甲酸吸收劑0.05～0.5份、熱塑性含氟聚氨酯彈性體5～30份、聚四氟乙烯微粉10～30份、經表面處理的無機納米粒子0.1～5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，螺桿轉速50～200轉/分，料筒溫度140～220℃，即獲得耐磨自潤滑聚甲醛。

本發明制備的耐磨自潤滑聚甲醛，兼具優異的耐磨自潤滑性及力學性能，拉伸強度可達45MPa，缺口沖擊強度可達20KJ/m²。

本發明為改善POM/PTFE共混材料體系各組分界面相容性及材料整體綜合性能，采用具有優異強韌性、與POM、PTFE相容性較好的熱塑性含氟聚氨酯彈性體及無機納米粒子與POM、PTFE復合，具有如下特點：