技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料,具體涉及一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
背景技術(shù):
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聚甲醛(pom)是一種表面光滑,有光澤的硬而致密的材料,淡黃或白色,可在-40-100℃溫度范圍內(nèi)長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越,又有良好的耐油,耐過氧化物性能。聚甲醛的拉伸強(qiáng)度達(dá)70mpa,吸水性小,尺寸穩(wěn)定,有光澤,這些性能都比尼龍好,聚甲醛為高度結(jié)晶的樹脂,在熱塑性樹脂中是最堅(jiān)韌的,具抗熱強(qiáng)度,彎曲強(qiáng)度,耐疲勞性強(qiáng)度均高,耐磨性和電性能優(yōu)良。由于聚甲醛具有以上優(yōu)點(diǎn),其正在替代一些傳統(tǒng)上被金屬所占領(lǐng)的市場,如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件,自問世以來,pom已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。在很多新領(lǐng)域的應(yīng)用,如醫(yī)療技術(shù)、運(yùn)動(dòng)器械等方面,pom也表現(xiàn)出較好的增長態(tài)勢。但是其很不耐酸,不耐強(qiáng)堿和不耐太陽光紫外線的輻射,耐熱性也比較差,又限制了其應(yīng)用。
中國專利(200410040816.3)公開了一種耐候型聚甲醛材料,包括液體石蠟、聚甲醛、無機(jī)粒子、光穩(wěn)定劑和熱氧穩(wěn)定劑,其中,無機(jī)粒子為氧化鋅、二氧化鈦、二氧化硅和炭黑中的任一種,該復(fù)合材料具有很好的抗老化性能,但是耐磨、耐熱性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的是提供一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,其抗紫外線性能優(yōu)異,耐熱性好,耐水、耐磨性好,綜合性能優(yōu)良,且制備方法簡單,工藝條件溫和,成本低。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該復(fù)合材料的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛30-50份,聚碳酸酯10-15份,
聚酰胺酰亞胺8-15份,蘆薈葉10-20份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5-10份,
納米氧化鈦2.5-4.8份,液體石蠟5.2-8.5份,
抗氧化劑2-3份,穩(wěn)定劑1.5-3.5份,
潤滑劑0.8-1.2份,偶聯(lián)劑0.5-1.5份。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛50份,聚碳酸酯12份,
聚酰胺酰亞胺10份,蘆薈葉13份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物8份,
納米氧化鈦3.2份,液體石蠟6.5份,
抗氧化劑2.8份,穩(wěn)定劑2.2份,
潤滑劑1份,偶聯(lián)劑1.2份。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述聚甲醛為共聚甲醛。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述納米氧化鈦為銳鈦礦相氧化鈦,其粒徑大小為10-20nm。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述抗氧化劑為亞磷酸酯三乙基酯、亞磷酸三異丙基酯、亞磷酸三苯基酯、亞磷酸(4-辛基苯基)酯中的一種或多種混合。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述穩(wěn)定劑為環(huán)氧化油、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、有機(jī)錫中的一種或多種混合。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述潤滑劑為硬脂酸。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述偶聯(lián)劑為硫氰基丙基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種混合。
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液體石蠟加入到高速攪拌機(jī)中,在8000-10000轉(zhuǎn)/分、120-150℃下攪拌5-10min,繼續(xù)加入蘆薈葉、納米氧化鈦、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑,在180℃下,攪拌20-30min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒后,再由注塑機(jī)注塑成型,得到抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(2)中,所述擠出造粒的工藝條件為:溫度:加料段150±5℃,壓縮段170±5℃,均化段170±5℃,口模162±2℃,螺桿轉(zhuǎn)速15r/min;所述注塑成型的工藝條件為:溫度:后部:170±5℃,中部180±5℃,前部185±5℃,注射壓力90mpa,注射速率68ml/min,注射時(shí)間8-9s,冷卻時(shí)間15-20s。
本發(fā)明具有以下有益效果:
蘆薈葉中的大黃素可以有效吸收紫外線,且納米氧化鈦也有一定的吸收紫外線的能力,兩者加入可以有效提高聚甲醛抗紫外線的能力;聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的存在下,與聚甲醛具有良好的相容性,該聚甲醛復(fù)合材料具有優(yōu)異的加工性能;
改性后的聚甲醛材料耐熱、耐紫外線性能好,抗沖擊性能佳,耐磨性好,工藝條件溫和,對(duì)設(shè)備要求低,成本低。
具體實(shí)施方式:
為更好的理解本發(fā)明,下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明,實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明,不會(huì)對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。
實(shí)施例1
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛30份,聚碳酸酯10份,
聚酰胺酰亞胺8份,蘆薈葉10份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份,
納米氧化鈦2.5份,液體石蠟5.2份,
抗氧化劑2份,穩(wěn)定劑1.5份,
潤滑劑0.8份,偶聯(lián)劑0.5份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液體石蠟加入到高速攪拌機(jī)中,在8000轉(zhuǎn)/分、120℃下攪拌5min,繼續(xù)加入蘆薈葉、納米氧化鈦、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑,在180℃下,攪拌20min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒后,再由注塑機(jī)注塑成型,得到抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
實(shí)施例2
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛50份,聚碳酸酯15份,
聚酰胺酰亞胺15份,蘆薈葉20份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10份,
納米氧化鈦4.8份,液體石蠟8.5份,
抗氧化劑3份,穩(wěn)定劑3.5份,
潤滑劑1.2份,偶聯(lián)劑1.5份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液體石蠟加入到高速攪拌機(jī)中,在10000轉(zhuǎn)/分、150℃下攪拌10min,繼續(xù)加入蘆薈葉、納米氧化鈦、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑,在180℃下,攪拌30min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒后,再由注塑機(jī)注塑成型,得到抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
實(shí)施例3
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛35份,聚碳酸酯11份,
聚酰胺酰亞胺9份,蘆薈葉12份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物6份,
納米氧化鈦2.8份,液體石蠟6.2份,
抗氧化劑2.2份,穩(wěn)定劑2份,
潤滑劑0.9份,偶聯(lián)劑0.7份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液體石蠟加入到高速攪拌機(jī)中,在8500轉(zhuǎn)/分、130℃下攪拌6min,繼續(xù)加入蘆薈葉、納米氧化鈦、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑,在180℃下,攪拌22min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒后,再由注塑機(jī)注塑成型,得到抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
實(shí)施例4
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛38份,聚碳酸酯12份,
聚酰胺酰亞胺10份,蘆薈葉14份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物7份,
納米氧化鈦3份,液體石蠟6.5份,
抗氧化劑2.4份,穩(wěn)定劑2.5份,
潤滑劑1.0份,偶聯(lián)劑0.9份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液體石蠟加入到高速攪拌機(jī)中,在8800轉(zhuǎn)/分、135℃下攪拌7min,繼續(xù)加入蘆薈葉、納米氧化鈦、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑,在180℃下,攪拌24min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒后,再由注塑機(jī)注塑成型,得到抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
實(shí)施例5
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛40份,聚碳酸酯13份,
聚酰胺酰亞胺12份,蘆薈葉16份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物8份,
納米氧化鈦3.5份,液體石蠟7份,
抗氧化劑2.6份,穩(wěn)定劑3份,
潤滑劑1.1份,偶聯(lián)劑1.2份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液體石蠟加入到高速攪拌機(jī)中,在9000轉(zhuǎn)/分、140℃下攪拌8min,繼續(xù)加入蘆薈葉、納米氧化鈦、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑,在180℃下,攪拌26min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒后,再由注塑機(jī)注塑成型,得到抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
實(shí)施例6
一種抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料,以重量份計(jì),包括以下組分:
聚甲醛45份,聚碳酸酯14份,
聚酰胺酰亞胺14份,蘆薈葉18份,
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物9份,
納米氧化鈦4.5份,液體石蠟7.5份,
抗氧化劑2.8份,穩(wěn)定劑3.2份,
潤滑劑1.2份,偶聯(lián)劑1.3份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液體石蠟加入到高速攪拌機(jī)中,在9500轉(zhuǎn)/分、145℃下攪拌9min,繼續(xù)加入蘆薈葉、納米氧化鈦、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑,在180℃下,攪拌28min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒后,再由注塑機(jī)注塑成型,得到抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料。
下面對(duì)本發(fā)明提供的抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料進(jìn)行性能測試。
(1)力學(xué)性能
表1
從表1來看,本發(fā)明提供的聚甲醛復(fù)合材料,力學(xué)性能好,耐熱性優(yōu)異。
(2)紫外老化性能
將抗紫外線聚甲醛復(fù)合材料置于自制的紫外老化試驗(yàn)箱中,連續(xù)老化1000小時(shí),箱內(nèi)溫度40-50℃。經(jīng)紫外光老化1000小時(shí)候的材料,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率沒有發(fā)生改變,表明,其抗紫外線性能好。