專利名稱：：一種玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
：-近幾十年來(lái)，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料行業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，幾乎覆蓋了硬質(zhì)材料應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著環(huán)保要求的提高，熱塑性樹脂以其特有的可再生優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的受到重視，尤其在玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域得到了飛速的發(fā)展，有逐漸取代熱固性樹脂材料的趨勢(shì)。目前已有大量的熱塑性樹脂包括聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。POM是重要的通用型熱塑性工程塑料，其生產(chǎn)能力僅次于PA和PC居第三位。POM具有相對(duì)密度低、良好的抗沖強(qiáng)度和動(dòng)力疲勞強(qiáng)度及耐磨、耐腐蝕、自潤(rùn)滑和電性能優(yōu)異，且透氣和透水蒸氣性較低等特點(diǎn)。用POM制成的齒輪、按鈕、水表、閥門、泵的葉輪、噴灌器部件、拉鏈等制品，廣泛用于汽車、電子電氣、工業(yè)器械、農(nóng)業(yè)和消費(fèi)品等領(lǐng)域。為了獲得更好的機(jī)械性能和穩(wěn)定性，可以將熱塑性樹脂和玻璃纖維混合，通過(guò)加熱和加壓的方法制成各種性能優(yōu)異的產(chǎn)品。制作方法主要包括將熱塑性樹脂基復(fù)合材料注入模具、擠壓和拉擠成型，同時(shí)加入玻璃纖維是為了增強(qiáng)所得的復(fù)合材料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種配方合理、應(yīng)用前景廣泛、機(jī)械性能優(yōu)良與熱穩(wěn)定性較好的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是由聚甲醛樹脂、玻璃纖維、相容劑、輔助添加劑復(fù)合組成，其配方的重量百分比為聚甲醛樹脂4895%、玻璃纖維4.849.8%、相容劑0.15%、輔助添加劑0.15%，其中玻璃纖維經(jīng)過(guò)特制的浸潤(rùn)劑進(jìn)行表面處理。本發(fā)明所述的聚甲醛樹脂為均聚甲醛(H-POM)與共聚甲醛(C-POM)中的一種或兩種。本發(fā)明所述的玻璃纖維采用無(wú)堿玻璃(E-Glass)纖維、中堿玻璃(C-Glass)纖維、耐化學(xué)侵蝕無(wú)堿玻璃(ECR)纖維中的一種，作為POM的增強(qiáng)材料，從配合比例的精度方面、玻璃纖維的分散性和增強(qiáng)效果方面考慮，應(yīng)選擇纖維長(zhǎng)度36mm、直徑520^un的短切原絲。本發(fā)明所述的玻璃纖維是經(jīng)浸潤(rùn)劑進(jìn)行涂敷的，按重量百分比計(jì)算，涂敷量可以是玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料總重量的0.015%,最佳范圍為玻璃纖維重量的0.25.0%。浸潤(rùn)劑是由硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、pH值調(diào)節(jié)劑和去離子水組成的，其成分重量百分比為硅垸偶聯(lián)劑0.120%、成膜劑150%、潤(rùn)滑劑0.15%、抗靜電劑0.15%、pH值調(diào)節(jié)劑05。/。，其余為去離子水。其中，硅垸偶聯(lián)劑采用經(jīng)過(guò)氨基、羧基、環(huán)氧基、酚基等基團(tuán)改性的有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物中的一種或者幾種；成膜劑采用環(huán)氧類乳液、聚氨酯類乳液、聚丙烯酸類乳液、水溶性環(huán)氧樹脂、水溶性脲醛樹脂、水溶性三聚氰胺-甲醛樹脂、水溶性酚醛樹脂中的一種或幾種；pH值調(diào)節(jié)劑則采用鹽酸、甲酸、醋酸中的一種或幾種。本發(fā)明所述的相容劑為二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與馬來(lái)酸酐接枝的苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物(MAH-SEBS)中的一種或兩種，能夠有效提高玻璃纖維與POM的相容性，同時(shí)能夠改善本發(fā)明材料的加工流動(dòng)性。本發(fā)明所述的其他輔助添加劑為下列胺類或酚類抗氧劑中的一種或幾種N-苯基P萘胺、N,N'-二苯基對(duì)苯二胺、N，N，-二-e-萘基對(duì)苯二胺、N-苯基N'-環(huán)己基對(duì)苯二胺、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)、2,4,6-三叔丁基苯酚。本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料的制造方法，可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中的各種擠出機(jī)對(duì)各種成分進(jìn)行混煉、調(diào)制后復(fù)合而成。最好使用雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過(guò)混煉、排氣、造粒后復(fù)合制成本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料料粒。利用以上制成的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料料粒，可以通過(guò)注塑成形、熱壓成形、平板擠出成形、異型擠出成形等公認(rèn)的成形方法，制成各種注塑件、板材、異型材等制品，廣泛應(yīng)用于汽車部件、家電制品、辦公機(jī)器、日常用品等領(lǐng)域。本發(fā)明使玻璃纖維與聚甲醛的相容性得到很好的改善，同時(shí)本發(fā)明材料的加工流動(dòng)性也得到提高，從而使玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂具有優(yōu)良的機(jī)械性能與較高的熱穩(wěn)定性，能夠更廣泛地應(yīng)用到汽車、電子電氣、工業(yè)器械、農(nóng)業(yè)和消費(fèi)品等領(lǐng)域。具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明專利的內(nèi)容，下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而本發(fā)明并不局限于一下實(shí)施例。下列表格例舉了不同的配方組成及不同配方下產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)表一、浸潤(rùn)劑E配方的實(shí)施例(余量為去離子水)<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注(1)F(硅垸偶聯(lián)劑)成分Fl:Y-氨丙基三乙氧基硅烷。F2:Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅垸。F3:N-苯基-3-氨丙基三甲基硅氧垸樹脂。(2)G(成膜劑)成分Ml:環(huán)氧類成膜劑，固含量為40%;M2:聚氨酯類成膜劑，固含量為60%;M3:聚丙烯酸類成膜劑，固含量為30%;M4:水溶性環(huán)氧樹脂，固含量為90%;M5:水溶性脲醛樹脂，固含量為70%;M6:水溶性三聚氰胺-甲醛樹脂，固含量為80%;M7:水溶性酚醛樹脂，固含量為80%。Gl:Ml/M5(環(huán)氧類成膜劑和水溶性脲醛樹脂的混合物)重量比為5/1。G2:M2/M4/M6(聚氨酯類成膜劑、水溶性環(huán)氧樹脂、水溶性三聚氰胺-甲醛樹脂的混合物)重量比為1/2/3。G3:M3/M7(聚丙烯酸類成膜劑和水溶性酚醛樹脂的混合物)重量比為1/3。(3)H(潤(rùn)滑劑)成分Hl:聚酰胺類潤(rùn)滑劑。H2:脂肪酸酯。(4)I(抗靜電劑)成分II，具有較強(qiáng)吸水能力的有機(jī)季胺鹽類物質(zhì)。12:具有較強(qiáng)吸水能力的無(wú)機(jī)鹽類物質(zhì)。(5)J(pH值調(diào)節(jié)劑)成分Jl:鹽酸。J2:檸檬酸。J3:醋酸。(6)其余為去離子水，去離子水通常占浸潤(rùn)劑總重量的9.780%。表二、本發(fā)明產(chǎn)品(玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材^10的配方及評(píng)價(jià)結(jié)果<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注1、本發(fā)明產(chǎn)品成分(1)A(聚甲醛樹脂)成分Al:均聚甲醛(H-POM)。A2:共聚甲醛(C-POM)。(2)B(玻璃纖維)成分Bl:中堿玻璃纖維長(zhǎng)度4.5mm、直徑20nm的短切原絲。B2:無(wú)堿玻璃纖維長(zhǎng)度3mm、直徑10nm的短切原絲。B3:無(wú)堿玻璃纖維長(zhǎng)度4.5mm、直徑13拜的短切原絲。B4:無(wú)堿玻璃纖維長(zhǎng)度6mm、直徑17)tim的短切原絲。B5:耐化學(xué)侵蝕無(wú)堿玻璃纖維長(zhǎng)度3mm、直徑5pm的短切原絲。(3〉C(相容劑)成分Cl:二苯基甲垸二異氰酸酯(MDI)。C2:馬來(lái)酸酐接枝的苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物(MAH-SEBS)。(4)D(輔助添加劑)成分Dl:N-苯基e萘胺D2:N,N'-二苯基對(duì)苯二胺D3:2，4,6-三叔丁基苯酚2、實(shí)施例中對(duì)材料性能的評(píng)價(jià)方法(1)拉伸強(qiáng)度依據(jù)IS0527試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。(2)彎曲強(qiáng)度依據(jù)ISO178試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。(3)耐沖擊性依據(jù)IS0179試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定了材料的帶缺口簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度(KJ/m2)。(4)熱穩(wěn)定性在130'C條件下，將樣品放置l小時(shí)后，重量減少的百分含量。按照表一的配比，首先配制成四種浸潤(rùn)劑E1、E2、E3、E4。然后按照表二的配比，分別將其涂敷到玻璃纖維表面；通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)(料桶溫度200-210°C)對(duì)混合料進(jìn)行熔融混煉、造粒，制得本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)POM料粒；再將料粒進(jìn)行充分干燥后，利用注塑成型機(jī)(料桶溫度190-200°C)制成評(píng)價(jià)用的試驗(yàn)樣條，然后根據(jù)上述的評(píng)價(jià)方法對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。權(quán)利要求1、一種玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是由聚甲醛樹脂、經(jīng)過(guò)浸潤(rùn)劑表面處理的玻璃纖維、相容劑、輔助添加劑復(fù)合而成，其配方的重量百分比為聚甲醛樹脂48～95％、玻璃纖維4.8～49.8％、相容劑0.1～5％、輔助添加劑0.1～5％、浸潤(rùn)劑0.01～5％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述聚甲醛樹脂為均聚甲酸與共聚甲醛中的一種或兩種。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述玻璃纖維為無(wú)堿玻璃纖維、中堿玻璃纖維、耐化學(xué)侵蝕無(wú)堿玻璃纖維中的一種。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述浸潤(rùn)劑包括硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、去離子水，其成分重量百分比分別為硅烷偶聯(lián)劑0.110%、成膜劑190%、潤(rùn)滑劑0.15%、抗靜電劑0.1~5%、去離子水9.780%，浸潤(rùn)劑按重量百分比計(jì)算的涂敷量為玻璃纖維重量的0.25%。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述相容劑為二苯基甲烷二異氰酸酯與馬來(lái)酸酐接枝的苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物中的一種或兩種。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述輔助添加劑為胺類或酚類抗氧劑。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述浸潤(rùn)劑由硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、pH值調(diào)節(jié)劑和去離子水組成，其成分重量百分比分別為硅烷偶聯(lián)劑0.110%、成膜劑1卯％、潤(rùn)滑劑0.15%、抗靜電劑0.15%、pH值調(diào)節(jié)劑0.15%，其余為去離子水，浸潤(rùn)劑按重量百分比計(jì)算的涂敷量為玻璃纖維重量的0.25%。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述硅烷偶聯(lián)劑采用經(jīng)過(guò)氨基、羧基、環(huán)氧基、酚基基團(tuán)改性的有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物中的一種或者幾種。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述成膜劑采用環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯類乳液、聚丙烯酸類乳液、水溶性環(huán)氧樹脂、水溶性脲醛樹脂、水溶性三聚氰胺-甲醛樹脂、水溶性酚醛樹脂中的一種或幾種。10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是所述pH值調(diào)節(jié)劑采用鹽酸、檸檬酸、醋酸中的一種或幾種。全文摘要本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂復(fù)合材料，其特征是由聚甲醛樹脂、經(jīng)過(guò)浸潤(rùn)劑表面處理的玻璃纖維、相容劑、輔助添加劑復(fù)合而成，其配方的重量百分比為聚甲醛樹脂48～95％、玻璃纖維4.8～49.8％、相容劑0.1～5％、輔助添加劑0.1～5％、浸潤(rùn)劑0.01～5％。其中玻璃纖維經(jīng)過(guò)特制的浸潤(rùn)劑進(jìn)行表面處理，所述浸潤(rùn)劑由硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、pH值調(diào)節(jié)劑和去離子水組成，其成分重量百分比分別為硅烷偶聯(lián)劑0.1～10％、成膜劑1～90％、潤(rùn)滑劑0.1～5％、抗靜電劑0.1～5％、pH值調(diào)節(jié)劑0～5％，其余為去離子水。本發(fā)明的目的在于提供一類玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛樹脂的復(fù)合材料，其具有優(yōu)良的機(jī)械性能與較高的熱穩(wěn)定性。文檔編號(hào)C08K5/17GK101343396SQ200810120298公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2008年8月18日優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日發(fā)明者葉鳳林,張志堅(jiān),張毓強(qiáng),娜米申請(qǐng)人:巨石集團(tuán)有限公司