一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂的製作方法

2023-05-16 16:35:56

專利名稱：：一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂的製作方法
技術領域：
：本發明涉及到聚甲醛糹對月旨，特別涉及到不含氮元素、滷元素和硫元素的ir磨、耐熱的聚甲醛樹脂。
背景技術：
：在本發明提出之前，動車組列車已經在鐵路客運中廣泛使用，高速列車的運行也會很快實施。無論是動車組列車、高速列車的車廂還是豪華轎車，乃至某些航空器都是相對密封的，並具有較高的人員密度的空間。在這些空間中往往會有包括座椅在內的不少物件，需要進行迴轉活動。因此對於那些支承迴轉活動的迴轉器件的材料，會有較高的要求。不僅要有一定的力學性能和優良的自潤滑性能，而且在防火、抑煙及阻止燃燒方面也需要有良好的性能。我國政府在2007年7月1日正式實施了強制性國家標準GB2286—公共場所阻燃製品和組件燃燒性能要求和標準，對於在相對密封的空間的支承迴轉活動的材料的燃燒性、發煙性和燃燒毒性都提出了嚴格的要求。國外航空公司、飛機製造公司也對此提出了較高的標準要求。聚甲醛(POM)是分子主鏈中含有-CH20-的線型高分子聚合物，是一種高結晶性、熔點較高的熱塑性工程材料。聚甲醛的高結晶性，使其有著與金屬材料較接近的比強度和比剛性，而且能在-4(TC10(TC的較寬的溫度範圍內保持良好的剛性，其蠕變值隨溫度的變化較小，即使在較高溫度下仍然保持較好的抗蠕變性。聚甲醛的高結晶性，決定了它具有優異的耐疲勞性，在熱塑性工程塑料中，它具有較大的疲勞極限強度；聚甲醛的摩擦係數和耐耗量均很小，而極限PV值又較大，適用於長期經受滑動的部位，而且聚甲醛具有和鋁合金相近的表面強度，在動態摩擦部位使用時，不需要使用潤滑劑即可達到自潤滑的效果，且無噪音。儘管聚甲醛自身已具有優良的自潤滑性能，但在某些應用場合還需進一步提高其耐摩擦和耐磨耗性，特別是聚甲醛產品配對摩擦時更應如此。通常是採用添加潤滑組份的方法，如聚四氟乙烯、二硫化鉬、石墨、機油等被用來提高聚甲醛的耐摩擦和耐磨耗性。聚甲醛的熱穩定性差，在加工過程中會自解聚而釋放出甲醛，這使聚甲醛力學性能下降，同時又汙染環境。因此，為了改善聚甲醛的熱穩定性，改善其加工及使用的穩定性，通常會加入抗氧劑和吸醛劑。目前，最常使用的吸醛劑是雙氰胺、三聚氰胺等含氮類添加劑。在所添加的耐磨潤滑體系和熱穩定體系中，都含有氮、氰、氟、硫等元素。若進行有焰燃燒，會產生氟化氫、氰化氫、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物，並產生大量的一氧化碳，所產生的有毒的氣相產物既不能符合相應的標準，也限制了聚甲醛在某些場合的應用，喪失了很多使用價值。
發明內容本發明要解決的技術問題是克服現有技術中的不足，提供一種添加了新的熱穩定體系和耐磨潤滑體系的聚甲醛樹脂，從而得到耐熱、耐磨、環保無毒的聚甲醛樹脂。本發明是通過以下的技術措施來實現的。一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹月旨，包括聚甲醛8597份(質量份數，以下均同)；無氮類熱穩定體系0.2~2.0份和無滷無硫的潤滑體系210份。所述的無氮類熱穩定體系是鹼土金屬氧化物0.01-1份(質量份數，以下均同)；QC3o長碳鏈羧酸鹽中的一種或多種混合物0~5份；酚類抗氧劑中的一種或多種混合物0.105份；以及亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種混合物(U5份；紫外線吸收劑0.05-2份。優選的無氮類熱穩定體系為；鹼土金屬氧化物中的氧化鎂；長碳鏈羧酸鹽中的硬酯酸鈣，硬酯酸鋰；酚類抗氧劑中的三甘醇雙-3-[3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基]丙烯酸酯(市售型號抗氧劑245);四[甲基-e-(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(市售型號抗氧劑1010);亞磷酸酯類抗氧劑中的亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯；紫外線吸收劑中的3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲酸2，4-二叔丁基苯酯。所述的耐磨潤滑體系為石墨1.05份(質量份數，以下均同)；烴基矽油(甲基矽油，二甲基矽油)和官能化矽油(羥基矽油，環氧矽油)中的一種或多種混合物1.5~5份；C1Q~C5長鏈脂肪烴15份；鹼土金屬和鹼金屬長碳鏈羧酸鹽C8C3。中的一種或多種混合物0.5~5份；癸二酸二辛酯1~5份。優選的耐磨潤滑體系為石墨；烴基矽油或官能化矽油中的二甲基矽油；鹼土金屬和鹼土金屬的長碳鏈羧酸鹽中的硬酯酸鋰，硬酯酸鈣；01~(:5長鏈脂肪烴中的12#柴油發動機油以及癸二酸二辛酯。本發明採用上述技術措施後，不含氮元滷元素和硫元素的lf磨、耐熱的聚甲醛樹脂，不但基本上保持了聚甲醛原有的性能，提高了其耐摩擦磨損性能，更重要的是在有焰燃燒時不產生氟化氫、氰化氫、氯化氫、二氧化硫、氮酸化合物，產生的一氧化碳含量也極低。從而擴大了聚甲醛樹脂的使用範圍。具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步說明。下列實施例分別將各組分混合後在雙螺杆擠出機中熔融混煉造粒，所得粒料經預乾燥處理後經注射成型，製成75mm*75mm*2-3mm的試樣，按照美國波音公司發煙性測試標準BSS7238和美國波音公司燃燒毒性測試標準BSS7239標準進行有焰燃燒測試，分別進行煙密度和燃燒毒性測試。實施例一91.98(質量份數，以下均同)1.52.50.021聚甲醛酚類抗氧劑矽油鹼土金屬氟化物硬脂酸鹽該複合材料的燃燒性，煙密度，燃燒毒性，符合相應標準。未能檢出HF，HCN，HCL，S02，NOx，CCK800ppm。熱失重(在空氣氣氛下220±1°C，失重10%的時間)》3500s。聚甲醛對磨磨耗量〈0.1mm。實施例二88.1(質量份數，以下均同)23聚甲醛酚類抗氧劑矽油鹼土金屬氧化物0.1紫外線吸收劑0.3硬脂酸鹽1.5該配方複合材料的燃燒性，煙密度，燃燒毒性均符合相應標準。未能檢出HF、HCN、HCL、S02、NOx、CCK1000ppm。熱失重(在空氣氣氛下220士rC，失重10%的時間)>5000s。聚甲醛對磨磨耗量〈0.05mm實施例三聚甲醛93.6(質量份數，以下均同)酚類抗氧劑0.5矽油1.5石墨2硬脂酸鹽0.4C10-C50長鏈脂肪烴2該配方複合材料的燃燒性，煙密度，燃燒毒性均符合相應標準。未能檢出HF、HCN、HCL、S02、N0X、CCK1200ppm。熱失重(在空氣氣氛下220士rC，失重10%的時間)>1500s。聚甲醛對磨磨耗量〈0.2mm對比例聚甲醛93(質量份數，以下均同)聚氟乙烯212#柴油4.5抗氧劑0.25雙氰胺0.25該配方複合材料的燃燒煙氣中，均檢測到HF，HCN，HCL，S02，Nox。F表匯集了上述實施例的聚甲醛樹脂的組成和效果:tableseeoriginaldocumentpage8可見採用本發明中所指的潤滑體系和熱穩定體系後，H甲l籤禾對]]旨的各項性能(包括熱穩定性)良好，耐磨損性能優；燃燒性符合美國聯邦航空局FAR25.853規定，煙密度(有焰燃燒)符合美國波音公司BSS7238標準，有焰燃燒後，氟化氫、氰化氫，氯化氫，二氧化硫，氮酸化合物均為未被檢出，一氧化碳控制在較低的水平，表明在有焰燃燒時無有毒氣體出現，符合美國波音公司BSS7239標準，實現了環保無毒。以上所述的僅是本發明的優選實施方式。應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應視為屬於本發明的保護笵圍。權利要求1.一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂，其特徵在於包括聚甲醛85～97份(質量份數，下同)；無氮類熱穩定體系0.2～2.0份和無滷無硫的潤滑體系2～10份。2.根據權利要求l所述的一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂，其特徵在於:所述的無氮類熱穩定體系是鹼土金屬氧化物；C8-C3C長碳鏈羧酸鹽中的一種或多種混合物；酚類抗氧劑中的一種或多種混合物；亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種混合物；紫外線吸收劑。3.根據權利要求1或2所述的一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂，其特徵在於所述的無氮類熱穩定體系為；鹼土金屬氧化物中的氧化鎂；長碳鏈羧酸鹽中的硬酯酸鈣，硬酯酸鋰；酚類抗氧劑中的三甘醇雙-3-[3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基]丙烯酸酯；四[甲基-P-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯；亞磷酸酯類抗氧劑中的亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；紫外線吸收劑中的3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲酸2，4-二叔丁基苯酯。4.根據權利要求l所述的一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂，其特徵在於所述的耐磨潤滑體系為石墨；烴基矽油(甲基矽油，二甲基矽油)和官能化矽油(羥基矽油，環氧矽油)中的一種或多種混合物；CurQ長鏈脂肪烴；鹼土金屬和鹼金屬長碳鏈羧酸鹽C8~C3Q中的一種或多種混合物；癸二酸二辛酯。5.根據權利要求1或4所述的一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂，其特徵在於所述的耐磨潤滑體系為石墨；烴基矽油或官能化矽油中的二甲基矽油；鹼土金屬和鹼土金屬的長碳鏈羧酸鹽中的硬酯酸鋰，硬酯酸鈣；doC5o長鏈脂肪烴中的12#柴油發動機油以及癸二酸二辛酯。全文摘要一種耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂，涉及到不含氮元滷元素和硫元素的耐磨、耐熱的聚甲醛樹脂。在聚甲醛中添加無氮類熱穩定體系和無滷無硫的潤滑體系。在提高共聚甲醛耐磨耗性及熱穩定的同時改善燃燒發煙性及燃燒毒性。煙密度(有焰燃燒)符合美國波音公司BSS7238標準。有焰燃燒後，氟化氫、氰化氫，氯化氫，二氧化硫，氮酸化合物均為未被檢出，一氧化碳控制在較低的水平，表明在有焰燃燒時，聚甲醛樹脂無有毒氣體出現，符合美國波音公司BSS7239標準，實現了環保無毒。文檔編號C08L59/02GK101619155SQ20091014442公開日2010年1月6日申請日期2009年8月7日優先權日2009年8月7日發明者丁常楷,包建成申請人:蘇州工業園區富事達塑業有限責任公司(蘇州塑料一廠)