CN101469129B - 一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物及制备方法，将重量百分比为45-60％的尼龙6切片，15-18％阻燃剂，2-4％助阻燃剂，2-5％抗静电剂，0.1-0.5％抗氧剂，0.1-1％润滑剂，放入高混机中混合2-5分钟，出料，将混合的原料加15-40％玻璃纤维，放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为160-250℃。与现有技术相比，本发明具有高强度，优良阻燃性和耐久抗静电性，易于加工等特点。

Description

一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物及制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物及其制备方法，该组合物特别适用于煤矿井下风机叶片或矿山机械、矿山电气设备等，属于聚酰胺组合物技术领域。 
背景技术
尼龙具有优良的力学性能，耐磨、耐油、耐溶剂、自润性，是用途广泛的工程塑料之一。大功率塑料风机是矿井下主要的通风、排风设备，风机叶片是该设备上的主要零部件。由于尼龙是优良的电绝缘高分子材料，其表面电阻为1014～1016Ω，体积电阻率为1013～1014Ω，易产生静电，并且其本身也没有阻燃性，这就限制了尼龙在煤炭工业中的应用。另外，风机通常需要高速运转，因此风机叶片用尼龙除了要具备抗静电性和阻燃性还应该具备优良的力学性能。以往解决煤矿用塑料制件抗静电问题一般都采用外加法，即在制件表面涂覆一层抗静电剂，但在使用过程中，该层抗静电剂容易破损脱落，使制件失去抗静电的作用。 
随着科技的发展，内加型抗静电剂品种也日益更新。目前使用的塑料内加型抗静电剂以表面活性剂、亲水性高分子和导电微粒及晶须为主。塑料抗静电用的表面活性剂主要有以下品种：阳离子型：季铵盐、铵盐等；阴离子型：磷酸盐、磺酸盐等；非离子型：多元醇、聚氧化乙烯附加物等。这种抗静电剂在使用过程中存在很多缺点，如抗静电效果缺乏永久性、加工时受热分解等；含有导电单元的各种亲水性聚合物加入到基体树脂中形成合金可永久的保持抗静电效果，称为高分子型永久抗静电剂。但这类抗静电及添加量大，成本高，耐热性差。有报道使用导电碳黑作为非离子型抗静电剂添加进入基料，但碳黑的颜色限制了制品的颜色只能是黑色，而且有添加量大，与树脂相容性较差，成本高，不易加工的缺点。 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高强度，优良阻燃性和耐久抗静电性，易于加工的阻燃抗静电增强尼龙6组合物及制备方法。 
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 
一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物，该组合物包括以下成分和重量百分比含量： 
尼龙6切片   45-60％； 
玻璃纤维    15-40％； 
阻燃剂      15-18％； 
助阻燃剂    2-4％； 
抗静电剂    2-5％； 
抗氧剂      0.1-0.5％； 
润滑剂      0.1-1％； 
所述的抗静电剂为阴离子型抗静电剂和/或非离子型抗静电剂； 
所述的阴离子型抗静电剂为羧酸盐，所述的非离子型抗静电剂为聚乙二醇酯、脂肪酸酯、乙醇酰胺、聚氧化乙烯附加物。 
所述的非离子型抗静电剂为聚氧化乙烯类抗静电剂、聚乙二醇酯类抗静电剂。 
所述的尼龙6切片相对粘度为2.4-3.6，氨端基含量为40±5meq/kg，羧端基含量为655meq/kg。 
所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。 
所述的阻燃剂为聚溴化苯乙烯，分子量高，热稳定性好，与树脂相容性较好。 
所述的助阻燃剂为金属氧化物及金属含水氧化物，为锑的氧化物、镁的氢氧化物、硼酸锌、硼酸镁。 
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配，包括抗氧剂1098和抗氧剂168复配。 
所述的润滑剂为硬脂酸金属皂类或脂肪胺类，或两者复配使用。 
上述阻燃抗静电增强尼龙6组合物的制备方法是，将重量百分比为45-60％的尼龙6切片、15-18％阻燃剂、2-4％助阻燃剂、2-5％抗静电剂、0.1-0.5％抗氧剂和0.1-1％润滑剂放入高混机中混合2-5分钟，出料，将混合的原料加15-40％玻璃纤维，放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为160-250℃。 
尼龙具有优良的力学性能，耐磨、耐油、耐溶剂、自润性，是用途广泛的工程塑料之一。无碱玻璃纤维自身在取向方向有很高的强度，经偶联剂表面处理，与尼龙树脂有很好的相容性，极大地提高尼龙树脂的强度和尺寸稳定性。抗静电剂是功能性添加剂，提高尼龙制品的抗静电性。抗氧剂可提高尼龙加工稳定性，避免色泽、性能发生变化；硬脂酸盐起到润滑的作用。 
本发明采用尼龙6为基础树脂，制得一种具有高强度，优良阻燃性和耐久抗静电性，并且可以根据客户需要进行配色的，易于加工的尼龙6组合物，该组合物可用于煤矿井下风机叶片及相关领域，并且很好的解决了现有的外涂式抗静电剂的时效性及使用导电碳黑导致的制品颜色单一、加工难的问题。 
与现有技术相比，本发明的优点是具有优良的阻燃性，持久的抗静电性，易于加工的特点，制品的颜色可根据客户需要进行配色。 
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。 
实施例1 
一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物，该组合物包括以下成分和重量百分比含量： 
尼龙6切片        48.5 
玻璃纤维         30 
聚溴化苯乙烯     14 
三氧化二锑       4 
DEHYDAT80X       3 
168/1098(1∶1)   0.4 
硬脂酸钙                0.1 
上述DEHYDAT 80X是科宁公司抗静电剂的牌号； 
按重量配比称取原料，除玻璃纤维将其他原料放入高混机中混合3分钟，然后与玻璃纤维一起放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为160-250℃。 
实施例2： 
一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物，该组合物包括以下成分和重量百分比含量： 
尼龙6切片            48.5 
玻璃纤维             30 
聚溴化苯乙烯         14 
三氧化二锑           2 
硼酸锌               2 
DEHYDAT80X           2 
PELESTATT6321        1 
168/1098(1∶1)       0.4 
硬脂酸钙             0.1 
上述DEHYDAT 80X是科宁公司抗静电剂的牌号； 
上述PELESTATT 6321是Sanyo Chemical Industries公司的抗静电牌号。 
按重量配比称取原料，除玻璃纤维将其他原料放入高混机中混合3分钟，然后与玻璃纤维一起放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为160-250℃。 
实施例3： 
一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物，该组合物包括以下成分和重量百分比含量： 
尼龙6切片            58.5 
玻璃纤维             20 
聚溴化苯乙烯         14 
三氧化二锑           2 
硼酸锌                    2 
DEHYDAT80X                2 
PELESTATT6321             1 
168/1098(1∶1)            0.4 
硬脂酸钙                  0.1 
按重量配比称取原料，除玻璃纤维将其他原料放入高混机中混合3分钟，然后与玻璃纤维一起放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为160-250℃。 
测试结果列于下表： 
  测试项目   测试标准   单位  实施例1  实施例2   实施例3
  拉伸强度   ASTM D 638   MPa  138  140   130
  简支梁无缺口冲击强度   ASTM D 6110   kJ/m2  70  73   65
  简支梁缺口冲击强度   ASTM D 6110   kJ/m2  12  12   11
  阻燃性   UL 94   级  V-0  V-0   V-0
  表面电阻率   GB/T 1410   Ω  109  108   108
实施例4： 
一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物，该组合物包括以下成分和重量百分比含量：33％的尼龙6切片，表面经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维40％，18％阻燃剂聚溴化苯乙烯，4％助阻燃剂硼酸镁，4.5％聚氧化乙烯类抗静电剂，0.1％抗氧剂1098，0.4％硬脂酸金属皂类润滑剂，将上述原料放入高混机中混合2分钟，出料，将混合的原料加玻璃纤维放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180转/分，温度为160℃。 
实施例5： 
一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物，该组合物包括以下成分和重量百分比含量：60％的尼龙6切片，表面经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维15％，15％阻燃剂聚溴化苯乙烯，3.5％助阻燃剂硼酸锌，5％聚乙二醇酯类抗静电剂，0.5％抗氧剂168，1％硬脂酸金属皂类和脂肪胺类复配使用的润滑剂，将上述原料放入高混机中混合5分钟，出料，将混合的原料加玻璃纤维放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为600转/分，温度为250℃。 
所述的尼龙6切片相对粘度为2.4-3.6，氨端基含量为40±5meq/kg，羧端基含量为655meq/kg。所述的阻燃剂为聚溴化苯乙烯，分子量高，热稳定性好，与树脂相容性较好。 

Claims (2)

1.一种阻燃抗静电增强尼龙6组合物，其特征在于，该组合物包括以下
成分和重量百分比含量：
尼龙6切片        45-60％；
玻璃纤维         15-40％；
阻燃剂           15-18％；
助阻燃剂         2-4％；
抗静电剂         2-5％；
抗氧剂           0.1-0.5％；
润滑剂           0.1-1％；
上述各成分的重量百分比之和为100％；
所述的抗静电剂为阴离子型抗静电剂和/或非离子型抗静电剂；
所述的阴离子型抗静电剂为羧酸盐，所述的非离子型抗静电剂为聚乙二醇酯、脂肪酸酯、乙醇酰胺、聚氧化乙烯附加物；
所述的尼龙6切片相对粘度为2.4-3.6，氨端基含量为40±5meq/kg，羧端基含量为655meq/kg；
所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理；
所述的阻燃剂为聚溴化苯乙烯，分子量高，热稳定性好，与树脂相容性较好；
所述的助阻燃剂为锑的氧化物、镁的氢氧化物、硼酸锌、硼酸镁；
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配，包括抗氧剂1098和抗氧剂168复配；
所述的润滑剂为硬脂酸金属皂类或脂肪胺类，或两者复配使用。
2.一种如权利要求1所述的阻燃抗静电增强尼龙6组合物的制备方法，其特征在于，将重量百分比为45-60％的尼龙6切片、15-18％阻燃剂、2-4％助阻燃剂、2-5％抗静电剂、0.1-0.5％抗氧剂和0.1-1％润滑剂放入高混机中混合2-5分钟，出料，将混合的原料加15-40％玻璃纤维，放入螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为160-250℃。
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