CN109354857A - 微发泡pok复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

微发泡pok复合材料及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种微发泡POK复合材料，其包括按重量份数计的如下组分：POK树脂：40～80份；发泡剂：2～10份；增强剂：1～5份；增韧剂：5～15份；相容剂：3～10份；润滑剂：2～5份；抗氧化剂：0.5～2份。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、本发明采用POK树脂作为基体树脂，利用POK树脂高耐磨、耐冲击等特性，极大的提高风叶的强度和使用寿命；2、通过添加发泡剂，采用微发泡技术制备微发泡POK风叶材料，不仅有效解决POK自重问题，降低能耗，而且可以减少POK树脂的使用量，降低成本；3、本发明采用的原材料易得，成型工艺简单，无需改变原有的生产设备，易于产业化生产。

Description

微发泡POK复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种微发泡POK复合材料及其制备方法和用途，属于风叶材料技术领域。
背景技术
传统风叶材料根据不同的用途，通常采用金属或者塑料材料制成，金属材质强度高，使用时间长，但成型工艺复杂，自重大且造价高；而采用传统的聚丙烯或尼龙等塑料材料虽然成型简单，造价低，但也存在弯曲强度低，容易脆裂，使用时间段等缺点。
聚酮(POK)作为一种新型结晶性工程塑料，抗冲击性能要强于尼龙材料3倍，表面硬度强于POM还要好，同时还具有优异的耐化学性，耐磨性能和高阻隔性，被广泛应用于汽车、电子、产业材料的零部件。但其自重较大，达到1.24g/cm3，而且单价较高，使其应用受到了一定的限制。
中国专利文献CN107189420A公开了一种高耐磨抗静电低翘曲POK-PA合金材料，包含按重量份数计的以下组分：POK 200-400份，PA6200-500份，相容冲击改性剂10-100份，增韧剂NG700210-30份，导电炭黑100-200份，填料10-100份，PTFE 10-30份，助剂1-10份。专利文献CN107815086A公开了一种用TLCP微纤增韧的POK材料及其制造方法，专利文献CN107189420A一种高耐磨抗静电低翘曲POK-PA合金材料，专利文献CN107189306A公开了一种电机风叶用高导热绝缘AS材料及其制备方法，但关于一种微发泡POK风叶材料及制备方法目前还未见相关报道。
发明内容
本发明的目的在于采用高分子材料改性技术，提供一种微发泡POK风叶材料及制备方法，以POK树脂作为基体树脂，采用微发泡技术，制备一种高强度、轻量化的风叶材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种微发泡POK复合材料，其包括按重量份数计的如下组分：
作为优选方案，所述POK树脂在240℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为6～30g/10min。
作为优选方案，所述发泡剂的分解温度为240～290℃，所述发泡剂为碳酸盐类聚合物发泡微球。
作为优选方案，所述增强剂为中空玻璃微球，粒径为10～50μm，密度为0.1～0.3g/cm3。
作为优选方案，所述增韧剂为MBS、POE、TPU弹性体中的至少一种。
作为优选方案，所述相容剂为POE-g-MAH和EPDM-g-MAH的混合物，POE-g-MAH和EPDM-g-MAH的重量比为1:(2～5)。
作为优选方案，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺中的至少一种。
作为优选方案，所述抗氧化剂为抗氧化剂1076和抗氧化剂168按照(1～3):1的重量比复配的混合物。
一种如前述的微发泡POK复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
将POK树脂、发泡剂、增强剂、增韧剂、相容剂、润滑剂和抗氧化剂依次投入高速混合机中，以100rpm的转速在常温条件下搅拌2h，得到混合料，备用；
将所述混合料通过挤出机熔融塑化挤出，冷却，造粒，得到所述微发泡POK复合材料。
作为优选方案，所述挤出机为平行双螺杆挤出机，挤出温度为150～220℃，喂料速率为50～200rpm。
一种如前述的微发泡POK复合材料在风机制造中的用途。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用POK树脂作为基体树脂，利用POK树脂高耐磨、耐冲击等特性，极大的提高风叶的强度和使用寿命；
2、通过添加发泡剂，采用微发泡技术制备微发泡POK风叶材料，不仅有效解决POK自重问题，降低能耗，而且可以减少POK树脂的使用量，降低成本；
3、本发明采用的原材料易得，成型工艺简单，无需改变原有的生产设备，易于产业化生产。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例1中微发泡POK风叶断面100μm电镜扫描图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在以下的实施例和对比例中，各原料采用下述成分：
POK聚酮树脂：型号M330A，240℃/2.16kg的熔体流动速率为60g/10min和型号M620A，240℃/2.16kg的熔体流动速率为6g/10min按照不同重量比复配而成，选自韩国晓星集团；
发泡剂：碳酸盐类聚合物发泡微球，分解温度为240～290℃，选自东莞市纳奥橡塑有限公司，型号为FM-220；
增强剂：中空玻璃微球，粒径为10～50μm，密度为0.1～0.3g/cc，选自东莞市黄江汇达波丽原料经营部，型号为HD-5020；
增韧剂：MBS、POE、TPU弹性体为市售产品；
相容剂：POE-g-MAH选自美国陶氏的GR216，EPDM-g-MAH选自南京塑泰高分子科技有限公司的ST-18；
润滑剂：硬脂酸、硬脂酸钙、EBS为市售产品；
抗氧化剂：抗氧化剂1076和抗氧化剂168均选自美国巴斯夫。
实施例1-5和对比例1-5：
表1实施例1-5和对比例1-5的组分和配比
制备方法：
按照表1的材料及配比称取相应材料依次投入高速混合机中，以100rpm的转速在常温条件下搅拌2h，出料备用；
将步骤1中得到的混合料通过挤出机熔融塑化挤出，冷却、造粒制得微发泡POK风叶复合材料。所述杆挤出机为平行双螺杆挤出机，挤出温度为150～220℃，喂料速度为50～200r/min；
将步骤2中得到的微发泡POK风叶复合材料在90℃温度下热风干燥6h后，加入注塑机注塑成标准样条，性能测试，所述注塑温度为240～270℃。
实施例6性能检测及结果评价
将上述实施例1-5和对比例1-5获得的样品，密度按照ASTM D792进行测试；弯曲强度按照国标ASTM D790进行测试，简支梁缺口冲击强度按照ISO179进行测试；拉伸强度按照ASTM D638进行测试；磨耗性能按照ISO 9352进行测试；测试结果如表2所示。
表2实施例1-5和对比例1-5的测试结果
*备注：磨耗系数越大，说明材料耐磨性能越差。
由表2性能测试结果可见：
(1)本发明通过添加耐高温发泡剂，协同增强剂和增韧剂等其他助剂，采用微发泡技术，不仅有效减低材料的密度，而且提高材料的物理机械性能；
(2)在对比例1-5中，与实施例1相比较，对比例1采用纯POK树脂，对比例2和对比例3分别未添加发泡剂和增强剂，对比例4添加发泡剂为1份，对比例5发泡剂为11份，对比例1-5材料综合性能明显劣于实施例1-5，实施例1综合性能最优；
(3)从图1实施例1中微发泡POK风叶断面电镜扫描图明显看出，材料中发泡微孔均匀，玻璃微珠均匀分布在POK基体树脂中，这与材料的机械性能测试结果相符。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种微发泡POK复合材料，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
2.如权利要求1所述的微发泡POK复合材料，其特征在于，所述POK树脂在240℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为6～30g/10min。
3.如权利要求1所述的微发泡POK复合材料，其特征在于，所述发泡剂的分解温度为240～290℃，所述发泡剂为碳酸盐类聚合物发泡微球。
4.如权利要求1所述的微发泡POK复合材料，其特征在于，所述增强剂为中空玻璃微球，粒径为10～50μm，密度为0.1～0.3g/cm3。
5.如权利要求1所述的微发泡POK复合材料，其特征在于，所述增韧剂为MBS、POE、TPU弹性体中的至少一种。
6.如权利要求1所述的微发泡POK复合材料，其特征在于，所述相容剂为POE-g-MAH和EPDM-g-MAH的混合物，POE-g-MAH和EPDM-g-MAH的重量比为1:(2～5)。
7.如权利要求1所述的微发泡POK复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺中的至少一种。
8.如权利要求1所述的微发泡POK复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂1076和抗氧化剂168按照(1～3):1的重量比复配的混合物。
9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的微发泡POK复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将POK树脂、发泡剂、增强剂、增韧剂、相容剂、润滑剂和抗氧化剂依次投入高速混合机中，以100rpm的转速在常温条件下搅拌2h，得到混合料，备用；
将所述混合料通过挤出机熔融塑化挤出，冷却，造粒，得到所述微发泡POK复合材料；
优选地，所述挤出机为平行双螺杆挤出机，挤出温度为150～220℃，喂料速率为50～200rpm。
10.一种如权利要求1所述的微发泡POK复合材料在风机制造中的用途。
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