阻燃導(dǎo)電尼龍66材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種阻燃導(dǎo)電尼龍66材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 碳納米管（Carbon Nanotubes，簡(jiǎn)稱CNTs )是1991年被日本NEC公司的飯島 (Iijima)發(fā)現(xiàn)的一種新型碳結(jié)構(gòu)，是由碳原子形成的石墨烯片層卷成的管體。碳納米管分 為單壁碳納米管（Single-Walled Carbon Nanotubes)和多壁碳納米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes)。因其具有優(yōu)異的電、磁、光、熱等性能，所以在聚合物功能復(fù)合材料的 制備領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。碳納米管的良好的電性能、磁性能和光性能可以大幅度提高 復(fù)合材料的導(dǎo)電性能、電磁屏蔽和光電子發(fā)射性能。碳納米管較強(qiáng)的寬帶微波吸收性能使 其成為一種有前途的微波吸收劑，可用作隱身材料、電磁屏蔽材料或暗室吸波材料的增強(qiáng) 劑。
[0003] 尼龍66是一種用途非常廣泛的工程塑料，是由己二酸和己二胺為原料通過縮聚的 方法制備的，熔點(diǎn)在240°C-260 °C之間。尼龍66材料具有強(qiáng)度高，剛性好、抗沖擊、耐油及化 學(xué)品、耐磨和自潤滑等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、化工、電子電氣裝置的零部件。但是對(duì) 于普通的尼龍66氧指數(shù)低，表面電阻率高，不能滿足一些行業(yè)對(duì)阻燃性和導(dǎo)電性的要求。
[0004] 目前添加填料的聚合物導(dǎo)電材料中的導(dǎo)電添加劑主要有金屬粉、炭黑、石墨、碳納 米管。雖然向聚合物中添加金屬粉、炭黑或石墨也能制備導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，但是由于已 經(jīng)在配方中添加了阻燃劑，材料的力學(xué)性能有所下降，如果再向配方中添加金屬粉、炭黑或 石墨，由于添加量多，最終導(dǎo)致材料的力學(xué)性能損失嚴(yán)重，沒有使用價(jià)值;而碳納米管添加 量少，對(duì)材料力學(xué)性能影響小，因此，有必要對(duì)PA66進(jìn)行相應(yīng)的改性以提高其使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有尼龍66在導(dǎo)電及阻燃方面的應(yīng)用問題，本發(fā)明提出一種阻燃導(dǎo)電尼龍 66材料，其不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，而且阻燃性能以及其他力學(xué)性能得到較大提高。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 一種阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由以下原料制成： 尼龍 66 45-65%； 碳納米管 2-8%; 納米蒙脫土 2-10%； 增韌劑 2-10%;
[0008] 抗氧化劑 0.2-0.8%: 增強(qiáng)纖維 10-20%; 阻燃劑 12-22%； 阻燃協(xié)效劑 3-7°/^
[0009] 進(jìn)一步，所述增強(qiáng)纖維為短切無堿玻璃纖維。
[0010] 進(jìn)一步，所述尼龍66材料為粘度范圍在2.5-3.2之間的聚酰胺樹脂。
[0011]進(jìn)一步，所述碳納米管為多壁碳納米管，外徑為l〇_12nm，長(zhǎng)度為10-12μπι，純度大 于 95%。
[0012] 進(jìn)一步，所述納米蒙脫土粒徑約為60-100nm。
[0013]進(jìn)一步，所述增韌劑為接枝率為大于等于0.9%的聚丙烯接枝馬來酸酐或接枝率 為大于等于〇. 9 %的聚乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐。
[0014]進(jìn)一步，所述阻燃劑選自十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化聚苯乙烯或溴化環(huán) 氧樹脂中的一種或幾種。
[0015] 進(jìn)一步，所述阻燃協(xié)效劑選自三氧化二銻、硼酸鋅或氧化鋅的一種或幾種。
[0016] 進(jìn)一步，所述抗氧劑為N，g-雙-(3-( 3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺。 [0017]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種阻燃導(dǎo)電尼龍66材料的制備方法，包括以下步 驟：
[0018] 1)先將碳納米管、納米蒙脫土與占總質(zhì)量10-20%的尼龍66、1-5%的增韌劑混合 均勻，用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備母粒；
[0019] 2)將步驟1)得到的母粒與阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗氧化劑、增強(qiáng)纖維以及余下的尼 龍66和增韌劑混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，即可。
[0020] 本發(fā)明有益效果：
[0021] 本發(fā)明的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料采用碳納米管作為導(dǎo)電材料，提高了尼龍66材料的 導(dǎo)電性，為了進(jìn)一步增強(qiáng)尼龍66與碳納米管的融合問題，我們采用增強(qiáng)纖維作為增韌劑的 補(bǔ)充，一方面提高了尼龍66材料的力學(xué)性能，另一方面他們之間更好的融合，進(jìn)一步發(fā)揮出 碳納米管的導(dǎo)電性能。加入阻燃劑，并且對(duì)阻燃劑含量進(jìn)行篩選，得到具有較好阻燃性能的 尼龍66材料。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 1)先將8kg多壁碳納米管、4kg納米蒙脫土與10kg尼龍66、2kg接枝率為大于等于 0.9%的聚丙烯接枝馬來酸酐混合均勻，用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備母粒;其中，尼龍66 材料為粘度為2.5的聚酰胺樹脂，多壁碳納米管外徑為10nm，長(zhǎng)度為12μπι，純度為95.6% ; [0024] 2)將步驟1)得到的母粒與1.8kg十溴二苯乙烷、SJkgN，^-雙-(3-(3,5-二叔丁 基-4-羥基苯基）丙?；┘憾贰? Okg短切無堿玻璃纖維、3kg三氧化二銻以及54kg尼龍66 和2kg接枝率為大于等于0.9%的聚丙烯接枝馬來酸酐混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出， 即可得到阻燃導(dǎo)電尼龍66材料。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 1)先將2kg多壁碳納米管、2kg納米蒙脫土與20kg的尼龍66、lkg接枝率為大于等于 0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐混合均勻，用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備母粒； 其中，尼龍66材料為粘度為3.2的聚酰胺樹脂，多壁碳納米管外徑為12nm，長(zhǎng)度為ΙΟμπι，純度 為 96.4%;
[0027] 2)將步驟1)得到的母粒與21.21^三(溴苯基)三嗪、0.81^1^-雙-(3-(3,5-二叔 丁基-4-羥基苯基）丙酰基）己二胺、10kg短切無堿玻璃纖維、4kg硼酸鋅以及38kg尼龍66和 lkg接枝率為大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中 熔融擠出，即可得到造粒料。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 1)先將2kg多壁碳納米管、2kg納米蒙脫土與10kg尼龍66、lkg接枝率為大于等于 0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐混合均勻，用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備母粒；
[0030] 2)將步驟1)得到的母粒與16kg三(溴苯基)三嗪、0.41^，^-雙-(3-(3,5-二叔丁 基-4-羥基苯基）丙?；┘憾?、20kg短切無堿玻璃纖維、4.6kg氧化鋅以及43kg尼龍66和 lkg接枝率為大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中 熔融擠出，即可得到阻燃導(dǎo)電尼龍66材料。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 1)先將2kg多壁碳納米管、3kg納米蒙脫土與18.2kg尼龍66、5kg接枝率為大于等于 0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐混合均勻，用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備母粒； [0033] 2)將步驟1)得到的母粒與12kg溴化環(huán)氧樹脂、O.SkgN，^-雙-(3-(3，5-二叔丁基- 4-羥基苯基)丙酰基）己二胺、16kg短切無堿玻璃纖維、7.0kg三氧化二鋪以及36kg尼龍66和 5kg接枝率為大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中 恪融擠出，即可。
[0034] 實(shí)施例5
[0035]將實(shí)施例1-4制備得到的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料進(jìn)行性能檢測(cè)，結(jié)果見表1:
[0036] 表1阻燃導(dǎo)電尼龍66材料性能
[0037]
[0038] 從表1中可以看出，實(shí)施例1-4制備的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料不僅阻燃性能好，導(dǎo)電 性能好，而且機(jī)械性能強(qiáng)度高。
[0039] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由以下原料制成： 尼龍 66 45-65%； 碳納米管 2-8%, 納米蒙脫土 2-10%； 增韌劑 2-10%: 抗氧化劑 0.2-0.8%； 增強(qiáng)纖維 10-20%; 阻燃劑 12-22%; 阻燃協(xié)效劑 3-7%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述增強(qiáng)纖維為短切無堿 玻璃纖維。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述尼龍66材料為粘 度范圍在2.5-3.2之間的聚酰胺樹脂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述碳納米管為多壁 碳納米管，外徑為l〇_12nm，長(zhǎng)度為1〇-12μηι，純度大于95%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述納米蒙脫土粒徑 約為60-100nm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述增韌劑為接枝率 為大于等于〇. 9 %的聚丙烯接枝馬來酸酐或接枝率為大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物 接枝馬來酸酐。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述阻燃劑選自十溴 二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化聚苯乙烯或溴化環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述阻燃協(xié)效劑選自 三氧化二銻、硼酸鋅或氧化鋅的一種或幾種。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，其特征在于，所述抗氧劑為1^_ 雙-(3-( 3，5-二叔丁基_4_羥基苯基)丙?；?己二胺。10. 如權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的阻燃導(dǎo)電尼龍66材料的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟： 1) 先將碳納米管、納米蒙脫土與占總質(zhì)量10-20%的尼龍66、1-5%的增韌劑混合均勻， 用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備母粒； 2) 將步驟1)得到的母粒與阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗氧化劑、增強(qiáng)纖維以及余下的尼龍66 和增韌劑混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，即可。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種阻燃導(dǎo)電尼龍66材料及其制備方法，一種阻燃導(dǎo)電尼龍66材料，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由以下原料制成：尼龍6645-65％；碳納米管2-8％；納米蒙脫土2-10％；增韌劑2-10％；抗氧化劑0.2-0.8％；增強(qiáng)纖維10-20％；阻燃劑12-22％；阻燃協(xié)效劑3-7％。其制備方法為：1)先將碳納米管、納米蒙脫土與占總質(zhì)量10-20％的尼龍66、1-5％的增韌劑混合均勻，用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備母粒；2)將步驟1)得到的母粒與阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗氧化劑、增強(qiáng)纖維以及余下的尼龍66和增韌劑混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，即可。其不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，而且阻燃性能以及其他力學(xué)性能得到較大提高。
【IPC分類】C08K3/34, C08L51/06, C08K13/04, C08K7/24, C08J3/22, C08L77/06, C08K7/14, C08K3/22, C08K5/03
【公開號(hào)】CN105602245
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610099452
【發(fā)明人】高東, 李昌浩
【申請(qǐng)人】廣東思汗新材料有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年2月23日