CN105602245B - 阻燃导电尼龙66材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种阻燃导电尼龙66材料及其制备方法，一种阻燃导电尼龙66材料，按照质量百分数计算，由以下原料制成：尼龙6645‑65％；碳纳米管2‑8％；纳米蒙脱土2‑10％；增韧剂2‑10％；抗氧化剂0.2‑0.8％；增强纤维10‑20％；阻燃剂12‑22％；阻燃协效剂3‑7％。其制备方法为：1)先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10‑20％的尼龙66、1‑5％的增韧剂混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以及余下的尼龙66和增韧剂混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可。其不仅具有优异的导电性能，而且阻燃性能以及其他力学性能得到较大提高。

Description

阻燃导电尼龙66材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃导电尼龙66材料及其制备方法。

背景技术

碳纳米管(Carbon Nanotubes，简称CNTs)是1991年被日本NEC公司的饭岛(Iijima)发现的一种新型碳结构，是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的管体。碳纳米管分为单壁碳纳米管(Single-Walled Carbon Nanotubes)和多壁碳纳米管(Multi-WalledCarbon Nanotubes)。因其具有优异的电、磁、光、热等性能，所以在聚合物功能复合材料的制备领域有很好的应用前景。碳纳米管的良好的电性能、磁性能和光性能可以大幅度提高复合材料的导电性能、电磁屏蔽和光电子发射性能。碳纳米管较强的宽带微波吸收性能使其成为一种有前途的微波吸收剂，可用作隐身材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料的增强剂。

尼龙66是一种用途非常广泛的工程塑料，是由己二酸和己二胺为原料通过缩聚的方法制备的，熔点在240℃-260℃之间。尼龙66材料具有强度高，刚性好、抗冲击、耐油及化学品、耐磨和自润滑等优点，广泛应用于机械、汽车、化工、电子电气装置的零部件。但是对于普通的尼龙66氧指数低,表面电阻率高，不能满足一些行业对阻燃性和导电性的要求。

目前添加填料的聚合物导电材料中的导电添加剂主要有金属粉、炭黑、石墨、碳纳米管。虽然向聚合物中添加金属粉、炭黑或石墨也能制备导电聚合物复合材料，但是由于已经在配方中添加了阻燃剂，材料的力学性能有所下降，如果再向配方中添加金属粉、炭黑或石墨，由于添加量多，最终导致材料的力学性能损失严重，没有使用价值；而碳纳米管添加量少，对材料力学性能影响小，因此，有必要对PA66进行相应的改性以提高其使用性能。

发明内容

为解决现有尼龙66在导电及阻燃方面的应用问题，本发明提出一种阻燃导电尼龙66材料，其不仅具有优异的导电性能，而且阻燃性能以及其他力学性能得到较大提高。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种阻燃导电尼龙66材料，按照质量百分数计算，由以下原料制成：

进一步，所述增强纤维为短切无碱玻璃纤维。

进一步，所述尼龙66材料为粘度范围在2.5-3.2之间的聚酰胺树脂。

进一步，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，外径为10-12nm，长度为10-12μm，纯度大于95％。

进一步，所述纳米蒙脱土粒径约为60-100nm。

进一步，所述增韧剂为接枝率为大于等于0.9％的聚丙烯接枝马来酸酐或接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐。

进一步，所述阻燃剂选自十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化聚苯乙烯或溴化环氧树脂中的一种或几种。

进一步，所述阻燃协效剂选自三氧化二锑、硼酸锌或氧化锌的一种或几种。

进一步，所述抗氧剂为N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。

本发明的另一个目的是提供一种阻燃导电尼龙66材料的制备方法，包括以下步骤：

1)先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10-20％的尼龙66、1-5％的增韧剂混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；

2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以及余下的尼龙66和增韧剂混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可。

本发明有益效果：

本发明的阻燃导电尼龙66材料采用碳纳米管作为导电材料，提高了尼龙66材料的导电性，为了进一步增强尼龙66与碳纳米管的融合问题，我们采用增强纤维作为增韧剂的补充，一方面提高了尼龙66材料的力学性能，另一方面他们之间更好的融合，进一步发挥出碳纳米管的导电性能。加入阻燃剂，并且对阻燃剂含量进行筛选，得到具有较好阻燃性能的尼龙66材料。

具体实施方式

实施例1

1)先将8kg多壁碳纳米管、4kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、2kg接枝率为大于等于0.9％的聚丙烯接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；其中，尼龙66材料为粘度为2.5的聚酰胺树脂，多壁碳纳米管外径为10nm，长度为12μm，纯度为95.6％；

2)将步骤1)得到的母粒与1.8kg十溴二苯乙烷、5.2kgN，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、10kg短切无碱玻璃纤维、3kg三氧化二锑以及54kg尼龙66和2kg接枝率为大于等于0.9％的聚丙烯接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可得到阻燃导电尼龙66材料。

实施例2

1)先将2kg多壁碳纳米管、2kg纳米蒙脱土与20kg的尼龙66、1kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；其中，尼龙66材料为粘度为3.2的聚酰胺树脂，多壁碳纳米管外径为12nm，长度为10μm，纯度为96.4％；

2)将步骤1)得到的母粒与21.2kg三(溴苯基)三嗪、0.8kgN，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、10kg短切无碱玻璃纤维、4kg硼酸锌以及38kg尼龙66和1kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可得到造粒料。

实施例3

1)先将2kg多壁碳纳米管、2kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、1kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；

2)将步骤1)得到的母粒与16kg三(溴苯基)三嗪、0.4kgN，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、20kg短切无碱玻璃纤维、4.6kg氧化锌以及43kg尼龙66和1kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可得到阻燃导电尼龙66材料。

实施例4

1)先将2kg多壁碳纳米管、3kg纳米蒙脱土与18.2kg尼龙66、5kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；

2)将步骤1)得到的母粒与12kg溴化环氧树脂、0.8kgN，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、16kg短切无碱玻璃纤维、7.0kg三氧化二锑以及36kg尼龙66和5kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可。

实施例5

将实施例1-4制备得到的阻燃导电尼龙66材料进行性能检测，结果见表1：

表1阻燃导电尼龙66材料性能

从表1中可以看出，实施例1-4制备的阻燃导电尼龙66材料不仅阻燃性能好，导电性能好，而且机械性能强度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，由以下原料制成：

54.2kg尼龙66、2kg多壁碳纳米管、3kg纳米蒙脱土、10kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、0.8kgN，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、16kg短切无碱玻璃纤维、12kg溴化环氧树脂与7.0kg三氧化二锑。

2.根据权利要求1所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述尼龙66材料为粘度范围在2.5-3.2之间的聚酰胺树脂。

3.根据权利要求1所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述多壁碳纳米管的外径为10-12nm，长度为10-12μm，纯度大于95％。

4.根据权利要求1所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述纳米蒙脱土的粒径为60-100nm。

5.如权利要求1至4任意一项所述的阻燃导电尼龙66材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先将2kg多壁碳纳米管、3kg纳米蒙脱土与18.2kg尼龙66、5kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；

2)将步骤1)得到的母粒与12kg溴化环氧树脂、0.8kgN，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、16kg短切无碱玻璃纤维、7.0kg三氧化二锑以及36kg尼龙66和5kg接枝率为大于等于0.9％的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可。