耐磨的韧化并增强的聚缩醛组合物制造技术

本发明专利技术公开了具有良好耐磨性以及良好韧性与刚度的组合的聚缩醛组合物，所述组合物包含聚缩醛、增韧剂、碳纤维、以及任选的玻璃纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有良好韧性和刚度的组合的耐磨聚縮醛组合物。
技术介绍
许多应用均要用到与其他零件直接接触并相对运动的零件。由于许多聚合材料重 量轻并具有良好的物理特性，而且可用于形成各种形状，因此它们常用于此类应用中。然 而，这些材料通常必须具有良好的耐磨性和抗疲劳性，尤其是当长期使用时。已知聚縮醛 (也称为聚甲醛或POM)具有优异的摩擦学特性以及良好的物理特性和耐磨性。 在许多这些应用中，通常也很重要的是所用的聚合材料具有良好的机械特性例如 韧性和刚度，尤其在受热的情况下更是如此。未增强的聚縮醛组合物通常具有良好的屈服 伸长率和耐磨性，但是对于一些应用而言，尤其是在高温下，此类组合物所具有的刚度可能 不足。通常使用诸如矿物填料和纤维增强剂的添加剂来改善聚合物组合物的物理特性，但 是当把诸如玻璃纤维的一般增强剂用于聚縮醛组合物时，所得的改善的机械特性却可能往 往以耐磨性的显著降低为代价。 期望获得具有良好伸长特性和刚度同时仍具有良好耐磨性的聚縮醛组合物。 美国专利申请公布公开了包含增容剂、冲击改性剂、以及聚甲醛的聚甲醛模制组 合物。美国专利5， 817， 723教导了包含用多酚增容的极性增韧剂和至少一种热塑性聚合物 的韧化热塑性聚合物组合物。 专利技术概述 本文公开了聚縮醛组合物，该聚縮醛组合物包含下列物质的共混物 (i)约65至约94重量％的至少一种聚縮醛； (ii)约1至约10重量％的至少一种增韧剂，该增韧剂包含具有衍生自乙烯的重复 单元的共聚物和至少一种式H2C = CR2(^R1的化合物，其中R1为包含1至6个碳原子的烷 基，并且I^为甲基或氢；以及 (iii)约5至约25重量％的碳纤维，以及任选的玻璃纤维， 其中碳纤维的重量百分比除以碳纤维的重量百分比加上玻璃纤维的重量百分比 介于0和约0. 5之间，并且其中所有重量百分比均是按组合物的总重量计的。 本文还公开了由上述聚縮醛组合物形成的制品。 专利技术详述 本专利技术的组合物包含下列物质的熔融混合的共混物约65至约94重量％的至少 一种热塑性聚縮醛；约1至约10重量％的增韧剂；约5至约25重量％的碳纤维，以及任选 的玻璃纤维。 聚縮醛可以为一种或多种均聚物、共聚物、或它们的混合物。均聚物通过聚合甲醛 和/或甲醛等同物例如甲醛的环状低聚物来制备。除了甲醛和/或甲醛等同物外，共聚物衍 生自通常用于制备聚縮醛的一种或多种共聚单体。常用的共聚单体包括乙縮醛和环醚，这 些共聚单体可以合并成为具有2至12个连续碳原子的醚单元的聚合物链。如果选择共聚 物，则共聚单体的量不高于20重量％ ，优选不高于15重量％ ，最优选为约2重量％ 。优选的3共聚单体为1， 3- 二氧杂环戊烷、环氧乙烷、以及环氧丁烷，其中更优选的是1， 3- 二氧杂环 戊烷，并且优选的聚縮醛共聚物为其中共聚单体的量为约2重量％的共聚物。还优选的是， 所述均聚物和共聚物为1)端羟基通过化学反应封端以形成酯基或醚基的均聚物；或者2) 未完全封端但是具有来自共聚单体单元的一些自由羟基端或用醚基封端的共聚物。优选的 均聚物端基为乙酸基和甲氧基，并且优选的共聚物端基为羟基和甲氧基。聚縮醛优选为直 链的(无支链)或仅具有极少的支链。 用于本专利技术的组合物的聚縮醛可为支链的或直链的，并且优选具有至少10， 000 的数均分子量，并且优选具有约20， 000至约90， 000的数均分子量。使用具有60和1000 埃(A)标称孔径的DuPont PSM双峰色谱柱套件于16(TC下在间甲酚中通过凝胶渗透色谱法 可方便地测量分子量。还可通过使用ASTMD1238或ISO 1133测定熔融流速来测量分子量。 对于注塑用途而言，熔融流速优选在0. 1至100克/分钟的范围内，更优选为0. 5至60克 /分钟，或更优选为0. 8至40克/分钟。 该聚縮醛在组合物中的含量按组合物的总重量计为约65至约94重量％，或优选 为约75至约94重量％ ，或优选为约83. 5至约92重量％ 。 用于组合物中的增韧剂为至少一种包含衍生自乙烯的重复单元的共聚物；至少一 种式H2C = Cf(AR1的化合物，其中R1为包含1至6个碳原子的烷基，并且R2为甲基或氢； 以及任选的附加的单体。优选的附加单体包括一氧化碳和甲基丙烯酸縮水甘油酯。 优选的增韧剂包括乙烯/丙烯酸正丁酯/ 一氧化碳共聚物和乙烯/丙烯酸正丁酯 /甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。 该增韧剂在组合物中的含量按组合物的总重量计为约1至约10重量％，或优选为 约3至约7. 5重量％。 通常用作热塑性塑料的填料/增强剂的碳纤维可用于本专利技术的组合物中，并且可 以上胶或未上胶，但是优选的是，用适于聚縮醛的胶料对碳纤维上胶。该碳纤维可通过多种 方式来制备，例如它们可以为"沥青基"或由聚丙烯腈来制备。 一些或所有碳纤维可以长纤 维或连续纤维存在于组合物中。 该组合物可任选地包含玻璃纤维。该玻璃纤维可以为上胶的或未上胶的，但是优 选的是，用适于聚縮醛的胶料对其上胶。 一些或所有玻璃纤维可以长纤维或连续纤维存在 于组合物中。 如本文所用，"C"表示存在于组合物中的碳纤维的重量百分比，"G"表示存在于组 合物中的玻璃纤维的重量百分比。 碳纤维和玻璃纤维(C+G)在组合物中的总含量按组合物的总重量计为约5至约25 重量％，或优选为约5至约15重量％，或更优选为约5至约9重量％。此外，G/(C+G)为0 至约0. 5，或优选为0至约0. 5，或更优选为0至0. 1。 本专利技术的组合物可任选地包含其他添加剂，例如润滑剂、加工助剂、稳定剂(例如 热稳定剂、氧化稳定剂、紫外光稳定剂)、着色齐U、成核齐U、增容齐U、增韧齐U、诸如聚四氟乙烯 的含氟聚合物、增塑剂、增强剂和填料(例如玻璃纤维、硅灰石、矿物填料、以及纳米填料)。 使用任何已知的或常规的方法通过熔融共混各组分来制备本专利技术的聚縮醛组合 物。使用诸如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机、共混机、捏合机、班伯里密炼机等熔融搅拌器 或熔融共混设备将这些组分材料充分混合，从而获得树脂组合物。或者，可以在熔融搅拌器中混合部分材料，然后添加其余材料并且将其进一步充分熔融混合。还可以使用诸如拉挤 成型的方法将碳纤维和/或玻璃纤维添加到组合物中，从而获得具有相对长的碳纤维和/ 或玻璃纤维长度的材料。 使用本领域中已知的任何合适的技术例如熔融加工技术可以将本专利技术的组合物 形成制品。本领域中已知的常用熔融模制方法是优选的，例如注塑、挤塑、吹塑、旋转模塑、 精压、以及注坯吹塑，并且更优选的是注塑。本专利技术的组合物可通过挤出形成片以及流延薄 膜和吹塑薄膜。这些薄膜和片可进一步热成形为制品和结构，这些制品和结构可以通过熔 融进行取向或在组合物加工后期进行取向。可将该组合物包覆成型到由不同材料制成的制 品上。这些制品还可使用诸如压塑或柱塞挤压的技术来形成。这些制品还可通过机加工来 形成其他形状。 适合的制品的实例包括齿轮、杆、薄片、条带、槽、管子、传送系统组件例如防磨条、 防护轨、滚轴和传送带部件。这些制品可以为用于汽车的管子。实施例 除了比较实施例1和比较实施例10至12的情况中聚縮醛是采用商购的以外，实 施例和比较实施例中的组合物通过在30mm的双螺杆挤出机中熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚缩醛组合物，所述聚缩醛组合物包含下列物质的共混物：　　（ｉｖ）约６５至约９４重量％的至少一种聚缩醛；　　（ｖ）约１至约１０重量％的至少一种增韧剂，所述增韧剂包含含有衍生自乙烯的重复单元的共聚物和至少一种式Ｈ↓［２］Ｃ＝ＣＲ↑［２］ＣＯ↓［２］Ｒ↑［１］的化合物，其中Ｒ↑［１］为包含１至６个碳原子的烷基，并且Ｒ２为甲基或氢；以及　　（ｖｉ）约５至约２５重量％的碳纤维，以及任选的玻璃纤维，　　其中所述碳纤维的重量百分比除以所述碳纤维的重量百分比加上所述玻璃纤维的重量百分比介于０和约０．５之间，并且其中所有重量百分比均是按所述组合物的总重量计的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AE艾丽娅，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]