CN102532867A - 一种导电尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导电尼龙材料及其制备方法，该尼龙材料包括以下组分及重量份含量：基体尼龙50-90、碳钠米管1-5、抗氧剂0.1-0.5、润滑剂0.1-0.5、增韧剂10-20，将基体尼龙、抗氧剂、润滑剂以及增韧剂等混合均匀后于主喂料口进料，碳纳米管纤维走侧喂料进料放入高混机中混合后置于双螺杆挤出机进行挤出、牵引、造粒，即得到产品。与现有技术相比，本发明通过选用碳纳米管纤维作为尼龙6的导电填料，使用较简单的工艺在不影响尼龙力学性能的同时获得导电性能优良的尼龙材料。

Description

一种导电尼龙材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种导电尼龙材料及其制备方法。
背景技术
尼龙是一种性能优异的工程塑料，其广泛应用于汽车、电子电器、机械、航空航天领域到日常生活用品如丝袜、衣着、地毯等。它具有优良的力学性能、较好的电性能以及耐磨、耐油、自润滑和良好的加工性能等。但是尼龙6的电绝缘性能导致其容易产生静电，从而限制了其应用。目前，一般采用向尼龙6中添加导电填料的方法来改善其导电性。
文献报道，国内外的一些学者已制备出了PA6/EG导电复合材料，具有低渗滤阈值(低于5％)和较高的导电性能。但所用方法多采用插层聚合和溶液插层的方法，这两种方法一方面工艺比较复杂，另一方面由于所使用的导电材料为膨胀石墨(EG)，此材料在使用前需要进行加工处理，更加限制了PA/EG导电复合材料的工业化应用。
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导电性能好且不影响尼龙力学性能的导电尼龙材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种导电尼龙材料，其特征在于，该尼龙材料包括以下组分及重量份含量：
基体尼龙            50-90；
碳钠米管            1-5；
抗氧剂              0.1-0.5；
润滑剂              0.1-0.5；
增韧剂                10-20。
所述的基体尼龙为尼龙6、尼龙6与尼龙66的混合物或尼龙6与聚酯的混合物。
所述的尼龙6与尼龙66的混合物或尼龙6与聚酯的混合物中，尼龙6的含量为50～80wt％。
所述的碳纳米管为多壁碳纳米管。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
所述的受阻酚类抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
所述的润滑剂为市售的AC540。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。
一种导电尼龙材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
基体尼龙            50-90、
碳钠米管            1-5、
抗氧剂              0.1-0.5、
润滑剂              0.1-0.5、
增韧剂              10-20；
(2)按照配方比例将基体尼龙、抗氧剂、润滑剂以及增韧剂等混合均匀后于主喂料口进料，碳纳米管纤维走侧喂料进料，得到混合原料；
(3)将步骤(2)得到的混合原料放入高混机中混合5-8分钟；
(4)将经步骤(3)混合后的原料置于双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为150-200rpm，挤出温度为200-250℃，进行挤出、牵引、造粒，即得到产品。
与现有技术相比，本发明通过选用碳纳米管纤维作为尼龙6的导电填料，使用较简单的工艺在不影响尼龙力学性能的同时获得导电性能优良的尼龙材料。
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。
实施例1
将840g尼龙6、5g由受阻酚类与亚磷酸酯类按质量比1∶1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及增韧剂马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物150g混合均匀后于主喂料口进料，10g碳纳米管纤维于侧喂料口进料。在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度200～235℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度250℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。
实施例2
将830g尼龙6、5g由受阻酚类与亚磷酸酯类按质量比1∶1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及增韧剂马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物150g混合均匀后于主喂料口进料，20g碳纳米管纤维于侧喂料口进料。在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度200～235℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度250℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。
实施例3
将820g尼龙6、5g由受阻酚类与亚磷酸酯类按质量比1∶1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及增韧剂马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物150g混合均匀后于主喂料口进料，30g碳纳米管纤维于侧喂料口进料。在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度200～235℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度250℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。
实施例4
将800g尼龙6、5g由受阻酚类与亚磷酸酯类按质量比1∶1.5组成的抗氧剂、5g润滑剂以及增韧剂马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物150g混合均匀后于主喂料口进料，50g碳纳米管纤维于侧喂料口进料。在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，其中挤出机料筒温度200～235℃，固定主螺杆转速180转/分，挤出物切粒后，使用注塑成型机将得到的粒料进行注塑成型，注塑温度250℃，得到ASTM标准测试样条，进行产品性能测试。测试数据见表1。
表1
Figure BSA00000394246000041
从测试结果可以看出，当碳纳米管纤维含量在3％左右，尼龙的导电性能比较优异。
实施例5
一种导电尼龙材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：基体尼龙50kg、碳钠米管1kg、抗氧剂0.1kg、润滑剂0.1kg、增韧剂10kg，其中，基体尼龙为尼龙6与尼龙66的混合物，尼龙6的含量为50wt％，碳钠米管采用多壁碳纳米管，抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物，润滑剂为市售的AC540，增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物；
(2)按照配方比例将基体尼龙、抗氧剂、润滑剂以及增韧剂等混合均匀后于主喂料口进料，碳纳米管纤维走侧喂料进料，得到混合原料；
(3)将步骤(2)得到的混合原料放入高混机中混合5分钟；
(4)将经步骤(3)混合后的原料置于双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为150rpm，挤出温度为250℃，进行挤出、牵引、造粒，即得到产品。
实施例6
一种导电尼龙材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：基体尼龙90kg、碳钠米管5kg、抗氧剂0.5kg、润滑剂0.5kg、增韧剂20kg，其中，基体尼龙为尼龙6与聚酯的混合物，尼龙6的含量为80wt％，碳钠米管采用多壁碳纳米管，抗氧剂为双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物，润滑剂为市售的AC540，增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物；
(2)按照配方比例将基体尼龙、抗氧剂、润滑剂以及增韧剂等混合均匀后于主喂料口进料，碳纳米管纤维走侧喂料进料，得到混合原料；
(3)将步骤(2)得到的混合原料放入高混机中混合8分钟；
(4)将经步骤(3)混合后的原料置于双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为200rpm，挤出温度为200℃，进行挤出、牵引、造粒，即得到产品。

Claims (9)

1.一种导电尼龙材料，其特征在于，该尼龙材料包括以下组分及重量份含量：
基体尼龙        50-90；
碳钠米管        1-5；
抗氧剂          0.1-0.5；
润滑剂          0.1-0.5；
增韧剂          10-20。
2.根据权利要求1所述的一种导电尼龙材料，其特征在于，所述的基体尼龙为尼龙6、尼龙6与尼龙66的混合物或尼龙6与聚酯的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种导电尼龙材料，其特征在于，所述的尼龙6与尼龙66的混合物或尼龙6与聚酯的混合物中，尼龙6的含量为50～80wt％。
4.根据权利要求1所述的一种导电尼龙材料，其特征在于，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管。
5.根据权利要求1所述的一种导电尼龙材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
6.根据权利要求1所述的一种导电尼龙材料，其特征在于，所述的受阻酚类抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种导电尼龙材料，其特征在于，所述的润滑剂为市售的AC540。
8.根据权利要求1所述的一种导电尼龙材料，其特征在于，所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。
9.一种如权利要求1所述的导电尼龙材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
基体尼龙        50-90、
碳钠米管        1-5、
抗氧剂          0.1-0.5、
润滑剂          0.1-0.5、
增韧剂          10-20；
(2)按照配方比例将基体尼龙、抗氧剂、润滑剂以及增韧剂等混合均匀后于主喂料口进料，碳纳米管纤维走侧喂料进料，得到混合原料；
(3)将步骤(2)得到的混合原料放入高混机中混合5-8分钟；
(4)将经步骤(3)混合后的原料置于双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为150-200rpm，挤出温度为200-250℃，进行挤出、牵引、造粒，即得到产品。
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