一种汽车惯性盘用聚甲醛材料及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明属于高分子材料【技术领域】，涉及一种聚甲醛材料及其制备方法和用途。该聚甲醛材料由包含以下重量份的组分制成：100份聚甲醛，100-230份氧化锌，0.1-0.2份白油，0.5-1份硬脂酸钙，0.3-0.6份主抗氧剂，0.3-0.6份辅助抗氧剂，0.5-0.8份甲醛吸收剂，0.1-0.3份成核剂，5-15份空心玻璃。与现有技术相比，本发明制备得到的材料具有密度高、收缩率低、质量分布均匀、表面质量好、白度高、刚性好，韧性佳的特点。
【专利说明】一种汽车惯性盘用聚甲醛材料及其制备方法和用途【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料【技术领域】，涉及一种汽车惯性盘用聚甲醛材料及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]汽车惯性盘是座椅安全带缩卷器的锁定机构中的一个核心部件，惯性盘安装在安全带卷筒上，可相对于卷筒转动。当汽车迅速减速时，由于质量惯性，惯性盘会继续转动，依靠一个控制凸轮，惯性盘将会推动棘爪上一个起动用的肩部，使棘爪绕销轴转动，与框架上的棘轮齿圈啮合，齿圈便无法旋转，与之相连的卷筒也无法旋转，这样就使安全带突然收紧并将乘员固定在座椅上。由此可见，惯性盘用材料的密度必须足够大，以保证惯性盘的质量能提供足够的惯性。另外，惯性盘在工作过程中，将受到多次的小能量撞击，这就要求材料具有一定的耐疲劳韧性。转动中的惯性盘对重量敏感，因此，惯性盘用材料必须质量分布均匀。再者，惯性盘是一种小尺寸精密零件，重量不超过10克，尺寸精度要求高，所用材料的收缩率不能太大。惯性盘在转动过程中与棘轮齿圈发生摩擦,故而,对材料的耐摩擦磨损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,达到1.40-1.41g/cm3，而且，具有无缺口韧性好，耐疲劳强度高，耐摩擦磨损等优点。不过，这些优点尚不能满足惯性盘用材料的技术要求，需要进行改性。
[0004]中国发明专利CN 101061178A公开了一种高密度聚甲醛组合物，使用氧化锌、二氧化钛或硫酸钡作为主要填料，该组合物的密度可达2.3g/cm3，可用于制备香水瓶盖子或赌场扑克筹码，但未提到材料的收缩率，质量分布均匀性，也未述及是否适用于惯性盘用材料。
【发明内容】
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[0005]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种汽车惯性盘用聚甲醛材料及其制备方法和用途，该聚甲醛材料具有密度高、收缩率低、质量分布均匀、表面质量好、白度高、刚性好，韧性佳等优点。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种聚甲醛材料，由包含以下重量份的组分制成:
[0008]聚甲醛100份，
[0009]氧化锌100-230 份，
[0010]白油0.1-0.2 份，
[0011]硬脂酸钙0.5-1份，
[0012]PE蜡(聚乙烯蜡)0.3-0.6份，
[0013]TAF 润滑剂0.5-1 份，
[0014]主抗氧剂0.3-0.6份，[0015]辅助抗氧剂0.3-0.6份，
[0016]甲醛吸收剂0.5-0.8份。
[0017]所述的聚甲醛的熔融指数为3-18g/10min，测定条件为:190°C，2.16kg载荷。
[0018]所述的氧化锌，其密度为5.606g/cm3,纯度≥99.7%，表面经过硅烷偶联剂KH-550处理。
[0019]所述的主抗氧剂选自三甘醇双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](抗氧剂245)、2，2’_亚甲基(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246)或四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)中的一种或一种以上。
[0020]所述的辅助抗氧剂为亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)。
[0021]所述的甲醛吸收剂选自三聚氰胺或三聚氰胺甲醛缩合物中的一种或一种以上。
[0022]所述的TAF润滑剂是市售，是以乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)为基料，在催化剂的作用下，含有极性基团的反应性单体与EBS反应形成的BAB型共聚物。
[0023]一种上述聚甲醛材料的制备方法，包括以下具体步骤:
[0024](I)将100份的经干燥处理的聚甲醒，100-230份的经干燥处理的氧化锌，0.1-0.2份的白油加入 高速混合机中混合1-2分钟，然后将0.5-1份的硬脂酸钙，0.5-1份的TAF润滑剂，0.3-0.6份的主抗氧剂，0.3-0.6份的辅助抗氧剂，0.5-0.8份的甲醛吸收剂，0.3-0.6份的PE蜡加入高速混合机中混合均匀；
[0025](2)用排气式同向双螺杆挤出机将步骤(1)得到的原料混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆转速为210-280转/分钟，挤出造粒，即可获得聚甲醛材料。
[0026]所述聚甲醛的干燥方式为将聚甲醛置于温度范围在80-90°C的鼓风烘箱内干燥
3-4小时；
[0027]或所述的氧化锌的干燥方式为将氧化锌置于温度范围在80_90°C的鼓风烘箱内干燥3-4小时。
[0028]所述的双螺杆挤出机的料筒的温度为:料斗:室温、一区:160_165°C、二区165-170°C、三区:170-175°C、四区:170_180°C、五区:175_185°C、六区:175-185°C、七区:180-19(TC、八区:180-190°C、九区:180_19(TC，机头:175-185°Co
[0029]一种上述聚甲醛材料用作汽车惯性盘材料的用途。
[0030]与现有技术相比，本发明具有以下有益结果和优点:
[0031](I)氧化锌经过硅烷偶联剂表面处理，与聚甲醛的相容性较好；
[0032](2)TAF润滑剂能够帮助经过处理的氧化锌均匀的分布在聚甲醛基体中，从而使材料的质量分布均匀，任意批次的粒料的密度差< 5%，能够满足惯性盘对材料质量分布均匀性的要求；
[0033](3)材料的缺口冲击韧性，刚性均优于纯聚甲醛，能够满足惯性盘对材料韧性和刚性的要求；
[0034](4)材料的密度> 2.2g/cm3,能够满足惯性盘对材料密度的要求；
[0035](5)采用的热稳定体系能够有效减少加工过程中有毒有害气体的产生，有利于环境保护和操作工人的身体健康；
[0036](6)添加的氧化锌白度高，在材料中能够起到增白作用；
[0037](7)材料的收缩率远小于纯聚甲醛的收缩率，能够满足惯性盘对材料尺寸精度的要求；
[0038](8)材料的表面质量优异，光洁度高，耐摩擦磨损性能好。
【具体实施方式】
[0039]以下通过实施例对本发明进行具体的说明，但是本发明并不限定于此。还有，以下实施例所示的评价方法如下所述。
[0040]为评价组合物的性能，进行了下列测定:
[0041]1、密度按照ASTM D792测定。
[0042]2、力学性能测试:弯曲模量按照ASTM D790测定，缺口冲击强度按照ASTM D6110测定。
[0043]3、收缩率按照ASTM D955测定。
[0044]4、白度按照 ASTM D2244_09b 测定。
[0045]以下实施例中，氧化锌，其密度为5.606g/cm3，纯度≥99.7%，表面经过硅烷偶联剂KH-550 处理。
[0046]实施例1
[0047]先将聚甲醛，熔融指数为3g/10min，测定条件为:190°C，2.16kg载荷，和氧化锌分别置于温度范围在80-90°C的鼓风烘箱内干燥3-4小时。
[0048]将100份的聚甲 醛，0.1份的白油加入高速混合机中混合1-2分钟，然后加入100份的氧化锌，0.5份的硬脂酸钙，0.4份的抗氧剂245，0.4份的抗氧剂168，0.5份的三聚氰胺，0.5份的TAF润滑剂，0.3份的PE蜡加入高速混合机中混合，再用排气式同向双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，螺杆转速为280转/分钟，料筒温度如下，所制得的材料的相关性能详见表1。所得的聚甲醛材料可作为作制备汽车惯性盘的材料用。
[0049]料斗一区二区三区四区五区六区七区八区九区机头
[0050]室温/?165 170 175 180 185 185 190 190 190 185。
[0051]实施例2
[0052]先将聚甲醛，熔融指数为12g/10min，测定条件为:190°C，2.16kg载荷，和氧化锌分别置于温度范围在80-90°C的鼓风烘箱内干燥3-4小时。
[0053]将100份的聚甲醛，0.2份的白油加入高速混合机中混合1-2分钟，然后加入230份的氧化锌，1份的硬脂酸钙，0.3份的抗氧剂1010，0.6份的抗氧剂168，0.8份的三聚氰胺甲醛缩合物，1份的TAF润滑剂和0.6份的PE蜡加入高速混合机中混合，再用排气式同向双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，螺杆转速为210转/分钟，料筒温度如下，所制得的材料的相关性能详见表1。所得的聚甲醛材料可作为作制备汽车惯性盘的材料用。
[0054]料斗一区二区三区四区五区六区七区八区九区机头
[0055]室温AC 165 170 175 180 185 185 190 190 190 185。
[0056]实施例3
[0057]先将聚甲醛，熔融指数为18g/10min，测定条件为:190°C，2.16kg载荷，和氧化锌分别置于温度范围在80-90°C的鼓风烘箱内干燥3-4小时。
[0058]将100份的聚甲醛，0.2份的白油加入高速混合机中混合1-2分钟，然后加入230份的氧化锌，0.8份的硬脂酸钙，0.3份的抗氧剂2246，0.6份的抗氧剂168，0.5份的三聚氰胺，0.7份的TAF润滑剂和0.4份的PE蜡加入高速混合机中混合，再用排气式同向双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，螺杆转速为250转/分钟，料筒温度如下，所制得的材料的相关性能详见表1。所得的聚甲醛材料可作为作制备汽车惯性盘的材料用。
[0059]料斗一区二区三区四区五区六区七区八区九区机头
[0060]室温/?165 170 175 180 185 185 190 190 190 185。
[0061]表1
[0062]
【权利要求】
1.一种聚甲醛材料，其特征在于:由包含以下重量份的组分制成: 聚甲醛100份， 氧化锌100-230份， 白油0.1-0.2份， 硬脂酸钙 0.5-1份， PE 蜡0.3-0.6 份， TAF润滑剂 0.5-1份， 主抗氧剂 0.3-0.6份， 辅助抗氧剂 0.3-0.6份， 甲醛吸收剂 0.5-0.8份。
2.根据权利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的聚甲醛的熔融指数为3-18g/10min，测定条件为:190°C,2.16kg 载荷。
3.根据权利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的氧化锌，其密度为5.606g/cm3，纯度≥99.7%，表面经过硅烷偶联剂KH-550处理。
4.根据权利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的主抗氧剂选自三甘醇双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、2，2’-亚甲基(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或四[β_ (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的辅助抗氧剂为亚磷酸三(2，.4-二叔丁基苯基)酯。
6.根据权利要求1所述的聚甲醛材料，其特征在于:所述的甲醛吸收剂选自三聚氰胺或三聚氰胺甲醛缩合物中的一种或一种以上。
7.—种权利要求1-6中任一所述的聚甲醛材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将100份干燥的聚甲醛，100-230份干燥的氧化锌，0.1-0.2份的白油加入高速混合机中混合1-2分钟，然后将0.5-1份的硬脂酸钙，0.5-1份的TAF润滑剂，0.3-0.6份的主抗氧剂，0.3-0.6份的辅助抗氧剂，0.5-0.8份的甲醛吸收剂，0.3-0.6份的PE蜡加入高速混合机中混合均匀； (2)用排气式同向双螺杆挤出机将步骤(1)得到的原料混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆转速为210-280转/分钟，挤出造粒，即获得聚甲醛材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述聚甲醛的干燥方式为将聚甲醛置于温度范围在80-90°C的鼓风烘箱内干燥3-4小时； 或所述的氧化锌的干燥方式为将氧化锌置于温度范围在80-90°C的鼓风烘箱内干燥3-4小时。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述的双螺杆挤出机的料筒的温度为:料斗:室温、一区:160-165°C、二区 165-170°C、三区:170_175°C、四区:170-180°C、五区:175-185°C、六区:175-185°C、七区:180_190°C、八区:180_190°C、九区:180-190°C，机头:175-185°Co
10.一种上述权利要求1-6中任一所述的聚甲醛材料用作汽车惯性盘材料的用途。
【文档编号】C08K5/01GK103819868SQ201210465975
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月19日 优先权日:2012年11月19日
【发明者】王贻孙 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司