一種阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)脂及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種兼具阻燃和抗靜電功能的聚甲醛樹(shù)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(jī)中預(yù)混3-15分鐘，然后將混合的原料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，注塑成形。本發(fā)明制備的聚甲醛復(fù)合材料兼具阻燃和抗靜電性能，熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能較好，可以滿足煤礦井下用聚合物制品等多種應(yīng)用環(huán)境的需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚甲醛樹(shù)脂材料，尤其涉及一種同時(shí)提高其阻燃性能和抗靜電性能的聚甲醛樹(shù)脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚甲醛(POM)是一種高密度、高結(jié)晶性、無(wú)側(cè)基線性聚合物。POM的分子結(jié)構(gòu)極其規(guī)整，結(jié)晶性很高，使其物理性能十分優(yōu)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(rùn)滑的特性。其比剛性和比強(qiáng)度接近于金屬，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗疲勞性能都非常優(yōu)異，摩擦系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定性高，可作為某些金屬材料的替代品，有“超鋼”之稱(chēng)，常被用來(lái)代替有色金屬制成按鈕、齒輪、閥門(mén)、水表、拉鏈、泵的葉輪等制品。但POM較易燃燒，極限氧指數(shù)只有14.9%，燃燒過(guò)程中伴隨熔融滴落等現(xiàn)象，極易導(dǎo)致火焰蔓延，不能適用于阻燃等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。此外，POM的電阻率也很高，易產(chǎn)生靜電積聚，進(jìn)而誘發(fā)火災(zāi)、爆炸、電擊等災(zāi)害。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了它在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)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(yīng)用領(lǐng)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(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)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(yīng)用領(lǐng)域的要求的技術(shù)缺陷，提供一種兼具阻燃和抗靜電性能的聚甲醛樹(shù)脂及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)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(shù)脂為共聚甲醛、均聚甲醛樹(shù)脂或二者以不同比例的混合物。
[0005]所述成炭劑為酚醛樹(shù)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(fā)明的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)脂復(fù)合材料的制造方法，包括以下步驟: 首先，按重量比稱(chēng)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(jī)中預(yù)混3-15分鐘；然后將混合的原料置于雙螺桿擠出機(jī)中，于165_180°C條件下經(jīng)熔融擠出、造粒，在注塑機(jī)上注塑成形。
[0011]本發(fā)明制備的聚甲醛復(fù)合材料兼具阻燃和抗靜電性能。通過(guò)阻燃劑和抗靜電劑添加量的調(diào)整可以制備一系列不同阻燃級(jí)別和抗靜電能力的雙功能聚甲醛復(fù)合材料。并且該材料具有良好的熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能，可以滿足煤礦井下用聚合物制品以及其他多種應(yīng)用環(huán)境的需求。
【具體實(shí)施方式】
[0012]通過(guò)下述具體實(shí)例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，并且本發(fā)明不局限于以下實(shí)施例。
[0013]實(shí)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(shù)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(jī)上預(yù)混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)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(jī)上注塑成形。
[0014]實(shí)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(shù)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(jī)上預(yù)混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)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(jī)上注塑成形。
[0015]實(shí)施例3
將重量比71.2%P0M、12%紅磷微膠囊、2%雙氰胺、2%酚醛樹(shù)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(jī)上預(yù)混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)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(jī)上注塑成形。
[0016]實(shí)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(shù)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(jī)上預(yù)混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)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(jī)上注塑成形。
[0017]實(shí)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(shù)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(jī)上預(yù)混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)中于165-175°C熔融擠出造粒，在注塑機(jī)上注塑成形。
[0018]實(shí)施例6將重量比64.2%P0M、15%紅磷微膠囊、6%雙氰胺、4%酚醛樹(shù)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(jī)上預(yù)混10分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)中于165-175°C熔融擠出造粒，在注塑機(jī)上注塑成形。
[0019]實(shí)施例1-6的配方及性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。按照GB/T 2406.2-2009測(cè)試試樣的極限氧指數(shù)，可燃?xì)庠礊橐夯蜌?；按照?guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2408-2008測(cè)試試樣的垂直燃燒性能。采用HPS2683型絕緣電阻儀按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15662-1995測(cè)試樣品的電阻率。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 527-1.2測(cè)試樣品的拉伸強(qiáng)度。按IS0-178測(cè)試樣品的彎曲強(qiáng)度。
[0020]表1實(shí)施例1-6的配方與性能
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)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(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)脂，其特征是:所述的聚甲醛樹(shù)脂為共聚甲醛樹(shù)脂、均聚甲醛樹(shù)脂或二者以不同比例的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)脂，其特征是:所述成炭劑為酚醛樹(shù)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)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(quán)利要求1所述的阻燃抗靜電雙功能聚甲醛樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:首先按重量比稱(chēng)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(jī)中預(yù)混3-15分鐘；然后將混合的原料置于雙螺桿擠出機(jī)中，于165-180°C條件下經(jīng)熔融擠出，造粒，在注塑機(jī)上注塑成形。
【文檔編號(hào)】C08K3/08GK103740043SQ201310697291
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)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(qǐng)人:河南能源化工集團(tuán)研究院有限公司, 河南大學(xué)