一種汽車慣性盤用聚甲醛材料及其制備方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種聚甲醛材料及其制備方法和用途。該聚甲醛材料由包含以下重量份的組分制成：100份聚甲醛，100-230份氧化鋅，0.1-0.2份白油，0.5-1份硬脂酸鈣，0.3-0.6份主抗氧劑，0.3-0.6份輔助抗氧劑，0.5-0.8份甲醛吸收劑，0.1-0.3份成核劑，5-15份空心玻璃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備得到的材料具有密度高、收縮率低、質(zhì)量分布均勻、表面質(zhì)量好、白度高、剛性好，韌性佳的特點。
【專利說明】一種汽車慣性盤用聚甲醛材料及其制備方法和用途【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種汽車慣性盤用聚甲醛材料及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車慣性盤是座椅安全帶縮卷器的鎖定機構(gòu)中的一個核心部件，慣性盤安裝在安全帶卷筒上，可相對于卷筒轉(zhuǎn)動。當汽車迅速減速時，由于質(zhì)量慣性，慣性盤會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，依靠一個控制凸輪，慣性盤將會推動棘爪上一個起動用的肩部，使棘爪繞銷軸轉(zhuǎn)動，與框架上的棘輪齒圈嚙合，齒圈便無法旋轉(zhuǎn)，與之相連的卷筒也無法旋轉(zhuǎn)，這樣就使安全帶突然收緊并將乘員固定在座椅上。由此可見，慣性盤用材料的密度必須足夠大，以保證慣性盤的質(zhì)量能提供足夠的慣性。另外，慣性盤在工作過程中，將受到多次的小能量撞擊，這就要求材料具有一定的耐疲勞韌性。轉(zhuǎn)動中的慣性盤對重量敏感，因此，慣性盤用材料必須質(zhì)量分布均勻。再者，慣性盤是一種小尺寸精密零件，重量不超過10克，尺寸精度要求高，所用材料的收縮率不能太大。慣性盤在轉(zhuǎn)動過程中與棘輪齒圈發(fā)生摩擦,故而,對材料的耐摩擦磨損性能也有一定的要求。
[0003]聚甲醛的密度是工程塑料中最大的,達到1.40-1.41g/cm3，而且，具有無缺口韌性好，耐疲勞強度高，耐摩擦磨損等優(yōu)點。不過，這些優(yōu)點尚不能滿足慣性盤用材料的技術(shù)要求，需要進行改性。
[0004]中國發(fā)明專利CN 101061178A公開了一種高密度聚甲醛組合物，使用氧化鋅、二氧化鈦或硫酸鋇作為主要填料，該組合物的密度可達2.3g/cm3，可用于制備香水瓶蓋子或賭場撲克籌碼，但未提到材料的收縮率，質(zhì)量分布均勻性，也未述及是否適用于慣性盤用材料。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種汽車慣性盤用聚甲醛材料及其制備方法和用途，該聚甲醛材料具有密度高、收縮率低、質(zhì)量分布均勻、表面質(zhì)量好、白度高、剛性好，韌性佳等優(yōu)點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種聚甲醛材料，由包含以下重量份的組分制成:
[0008]聚甲醛100份，
[0009]氧化鋅100-230 份，
[0010]白油0.1-0.2 份，
[0011]硬脂酸鈣0.5-1份，
[0012]PE蠟(聚乙烯蠟)0.3-0.6份，
[0013]TAF 潤滑劑0.5-1 份，
[0014]主抗氧劑0.3-0.6份，[0015]輔助抗氧劑0.3-0.6份，
[0016]甲醛吸收劑0.5-0.8份。
[0017]所述的聚甲醛的熔融指數(shù)為3-18g/10min，測定條件為:190°C，2.16kg載荷。
[0018]所述的氧化鋅，其密度為5.606g/cm3,純度≥99.7%，表面經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理。
[0019]所述的主抗氧劑選自三甘醇雙[3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯](抗氧劑245)、2，2’_亞甲基(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧劑2246)或四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)中的一種或一種以上。
[0020]所述的輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(抗氧劑168)。
[0021]所述的甲醛吸收劑選自三聚氰胺或三聚氰胺甲醛縮合物中的一種或一種以上。
[0022]所述的TAF潤滑劑是市售，是以乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)為基料，在催化劑的作用下，含有極性基團的反應(yīng)性單體與EBS反應(yīng)形成的BAB型共聚物。
[0023]一種上述聚甲醛材料的制備方法，包括以下具體步驟:
[0024](I)將100份的經(jīng)干燥處理的聚甲醒，100-230份的經(jīng)干燥處理的氧化鋅，0.1-0.2份的白油加入 高速混合機中混合1-2分鐘，然后將0.5-1份的硬脂酸鈣，0.5-1份的TAF潤滑劑，0.3-0.6份的主抗氧劑，0.3-0.6份的輔助抗氧劑，0.5-0.8份的甲醛吸收劑，0.3-0.6份的PE蠟加入高速混合機中混合均勻；
[0025](2)用排氣式同向雙螺桿擠出機將步驟(1)得到的原料混合物加入雙螺桿擠出機中熔融共混，螺桿轉(zhuǎn)速為210-280轉(zhuǎn)/分鐘，擠出造粒，即可獲得聚甲醛材料。
[0026]所述聚甲醛的干燥方式為將聚甲醛置于溫度范圍在80-90°C的鼓風烘箱內(nèi)干燥
3-4小時；
[0027]或所述的氧化鋅的干燥方式為將氧化鋅置于溫度范圍在80_90°C的鼓風烘箱內(nèi)干燥3-4小時。
[0028]所述的雙螺桿擠出機的料筒的溫度為:料斗:室溫、一區(qū):160_165°C、二區(qū)165-170°C、三區(qū):170-175°C、四區(qū):170_180°C、五區(qū):175_185°C、六區(qū):175-185°C、七區(qū):180-19(TC、八區(qū):180-190°C、九區(qū):180_19(TC，機頭:175-185°Co
[0029]一種上述聚甲醛材料用作汽車慣性盤材料的用途。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益結(jié)果和優(yōu)點:
[0031](I)氧化鋅經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑表面處理，與聚甲醛的相容性較好；
[0032](2)TAF潤滑劑能夠幫助經(jīng)過處理的氧化鋅均勻的分布在聚甲醛基體中，從而使材料的質(zhì)量分布均勻，任意批次的粒料的密度差< 5%，能夠滿足慣性盤對材料質(zhì)量分布均勻性的要求；
[0033](3)材料的缺口沖擊韌性，剛性均優(yōu)于純聚甲醛，能夠滿足慣性盤對材料韌性和剛性的要求；
[0034](4)材料的密度> 2.2g/cm3,能夠滿足慣性盤對材料密度的要求；
[0035](5)采用的熱穩(wěn)定體系能夠有效減少加工過程中有毒有害氣體的產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護和操作工人的身體健康；
[0036](6)添加的氧化鋅白度高，在材料中能夠起到增白作用；
[0037](7)材料的收縮率遠小于純聚甲醛的收縮率，能夠滿足慣性盤對材料尺寸精度的要求；
[0038](8)材料的表面質(zhì)量優(yōu)異，光潔度高，耐摩擦磨損性能好。
【具體實施方式】
[0039]以下通過實施例對本發(fā)明進行具體的說明，但是本發(fā)明并不限定于此。還有，以下實施例所示的評價方法如下所述。
[0040]為評價組合物的性能，進行了下列測定:
[0041]1、密度按照ASTM D792測定。
[0042]2、力學性能測試:彎曲模量按照ASTM D790測定，缺口沖擊強度按照ASTM D6110測定。
[0043]3、收縮率按照ASTM D955測定。
[0044]4、白度按照 ASTM D2244_09b 測定。
[0045]以下實施例中，氧化鋅，其密度為5.606g/cm3，純度≥99.7%，表面經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑KH-550 處理。
[0046]實施例1
[0047]先將聚甲醛，熔融指數(shù)為3g/10min，測定條件為:190°C，2.16kg載荷，和氧化鋅分別置于溫度范圍在80-90°C的鼓風烘箱內(nèi)干燥3-4小時。
[0048]將100份的聚甲 醛，0.1份的白油加入高速混合機中混合1-2分鐘，然后加入100份的氧化鋅，0.5份的硬脂酸鈣，0.4份的抗氧劑245，0.4份的抗氧劑168，0.5份的三聚氰胺，0.5份的TAF潤滑劑，0.3份的PE蠟加入高速混合機中混合，再用排氣式同向雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，料筒溫度如下，所制得的材料的相關(guān)性能詳見表1。所得的聚甲醛材料可作為作制備汽車慣性盤的材料用。
[0049]料斗一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機頭
[0050]室溫/?165 170 175 180 185 185 190 190 190 185。
[0051]實施例2
[0052]先將聚甲醛，熔融指數(shù)為12g/10min，測定條件為:190°C，2.16kg載荷，和氧化鋅分別置于溫度范圍在80-90°C的鼓風烘箱內(nèi)干燥3-4小時。
[0053]將100份的聚甲醛，0.2份的白油加入高速混合機中混合1-2分鐘，然后加入230份的氧化鋅，1份的硬脂酸鈣，0.3份的抗氧劑1010，0.6份的抗氧劑168，0.8份的三聚氰胺甲醛縮合物，1份的TAF潤滑劑和0.6份的PE蠟加入高速混合機中混合，再用排氣式同向雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為210轉(zhuǎn)/分鐘，料筒溫度如下，所制得的材料的相關(guān)性能詳見表1。所得的聚甲醛材料可作為作制備汽車慣性盤的材料用。
[0054]料斗一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機頭
[0055]室溫AC 165 170 175 180 185 185 190 190 190 185。
[0056]實施例3
[0057]先將聚甲醛，熔融指數(shù)為18g/10min，測定條件為:190°C，2.16kg載荷，和氧化鋅分別置于溫度范圍在80-90°C的鼓風烘箱內(nèi)干燥3-4小時。
[0058]將100份的聚甲醛，0.2份的白油加入高速混合機中混合1-2分鐘，然后加入230份的氧化鋅，0.8份的硬脂酸鈣，0.3份的抗氧劑2246，0.6份的抗氧劑168，0.5份的三聚氰胺，0.7份的TAF潤滑劑和0.4份的PE蠟加入高速混合機中混合，再用排氣式同向雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，料筒溫度如下，所制得的材料的相關(guān)性能詳見表1。所得的聚甲醛材料可作為作制備汽車慣性盤的材料用。
[0059]料斗一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機頭
[0060]室溫/?165 170 175 180 185 185 190 190 190 185。
[0061]表1
[0062]
【權(quán)利要求】
1.一種聚甲醛材料，其特征在于:由包含以下重量份的組分制成: 聚甲醛100份， 氧化鋅100-230份， 白油0.1-0.2份， 硬脂酸鈣 0.5-1份， PE 蠟0.3-0.6 份， TAF潤滑劑 0.5-1份， 主抗氧劑 0.3-0.6份， 輔助抗氧劑 0.3-0.6份， 甲醛吸收劑 0.5-0.8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的聚甲醛的熔融指數(shù)為3-18g/10min，測定條件為:190°C,2.16kg 載荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的氧化鋅，其密度為5.606g/cm3，純度≥99.7%，表面經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的主抗氧劑選自三甘醇雙[3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]、2，2’-亞甲基(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或四[β_ (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的輔助抗氧劑為亞磷酸三(2，.4-二叔丁基苯基)酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的甲醛吸收劑選自三聚氰胺或三聚氰胺甲醛縮合物中的一種或一種以上。
7.—種權(quán)利要求1-6中任一所述的聚甲醛材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將100份干燥的聚甲醛，100-230份干燥的氧化鋅，0.1-0.2份的白油加入高速混合機中混合1-2分鐘，然后將0.5-1份的硬脂酸鈣，0.5-1份的TAF潤滑劑，0.3-0.6份的主抗氧劑，0.3-0.6份的輔助抗氧劑，0.5-0.8份的甲醛吸收劑，0.3-0.6份的PE蠟加入高速混合機中混合均勻； (2)用排氣式同向雙螺桿擠出機將步驟(1)得到的原料混合物加入雙螺桿擠出機中熔融共混，螺桿轉(zhuǎn)速為210-280轉(zhuǎn)/分鐘，擠出造粒，即獲得聚甲醛材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:所述聚甲醛的干燥方式為將聚甲醛置于溫度范圍在80-90°C的鼓風烘箱內(nèi)干燥3-4小時； 或所述的氧化鋅的干燥方式為將氧化鋅置于溫度范圍在80-90°C的鼓風烘箱內(nèi)干燥3-4小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:所述的雙螺桿擠出機的料筒的溫度為:料斗:室溫、一區(qū):160-165°C、二區(qū) 165-170°C、三區(qū):170_175°C、四區(qū):170-180°C、五區(qū):175-185°C、六區(qū):175-185°C、七區(qū):180_190°C、八區(qū):180_190°C、九區(qū):180-190°C，機頭:175-185°Co
10.一種上述權(quán)利要求1-6中任一所述的聚甲醛材料用作汽車慣性盤材料的用途。
【文檔編號】C08K5/01GK103819868SQ201210465975
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】王貽孫 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司