CN113061268A - 一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法 - Google Patents

一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113061268A
CN113061268A CN202110328504.6A CN202110328504A CN113061268A CN 113061268 A CN113061268 A CN 113061268A CN 202110328504 A CN202110328504 A CN 202110328504A CN 113061268 A CN113061268 A CN 113061268A
Authority
CN
China
Prior art keywords
extruder
preparation
conductive high
nylon
nano tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110328504.6A
Other languages
English (en)
Inventor
张颖
闫东广
顾鹏翔
李立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Suneng New Materials Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Suneng New Materials Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Suneng New Materials Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Suneng New Materials Technology Co ltd
Priority to CN202110328504.6A priority Critical patent/CN113061268A/zh
Publication of CN113061268A publication Critical patent/CN113061268A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
    • C08G83/001—Macromolecular compounds containing organic and inorganic sequences, e.g. organic polymers grafted onto silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2387/00—Characterised by the use of unspecified macromolecular compounds, obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本发明公开一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，本发明所述导电高流动尼龙6母粒的制备方法包括：（1）导电填料预处理；（2）反应挤出己内酰胺阴离子开环聚合。本发明制备导电高流动尼龙6母粒的方法简单，制备的尼龙6母粒具有高流动、导电及在聚合物基体中易均匀分散的特点。

Description

一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法
技术领域
本发明属于聚合物母粒制备领域，尤其涉及一种导电高流动尼龙6母粒的反应挤出制备方法。
背景技术
聚合物基导电复合材料是以聚合物材料为基体、导电填料为改性剂通过共混方法制备的一种材料，与传统的金属导电材料相比，具有低密度、低价格、耐腐蚀、易加工以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等优点，已成为许多领域不可缺少的一类材料，展现出广阔的应用前景。碳纳米管是导电聚合物常用的改性剂，但是直接使用碳纳米管与聚合物共混制备导电复合材料时，通常会分散困难、产生粉尘污染以及破坏生产环境的整洁性，而使用碳纳米管导电母粒可以有效避免上述问题。
尼龙6具有性质稳定、韧性好、自润滑、耐磨和耐药性等优异的性能，已获得广泛应用。中国专利201911152203.1和201010171713.6分别公布了尼龙/碳纳米管母粒的制备方法。但是以普通尼龙为基体制备的母粒在后期的使用过程中，较高的碳纳米管填充比例和较小的填料粒径特征将导致母粒的加工流动性差，从而使其中的碳纳米管填料在树脂载体中分散困难。
发明内容
发明目的：为了克服当前导电尼龙6母粒存在的不足，本发明提供一种导电高流动尼龙6母粒的反应挤出制备方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的本发明采用以下技术方案，该方案包括以下工艺步骤：
(1)导热填料碳纳米管的预处理：将羟基化碳纳米管置于至少50倍(含)于其重量的二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液中，氮气保护下，室温下搅拌反应1小时后，过滤取出其中的固体物质，并使用甲苯充分洗涤、干燥后既得预处理后的导热碳纳米管；
(2)将步骤(1)中预处理后的碳纳米管加入经减压蒸馏去除水分的己内酰胺熔体中，分散混合均匀后储存于恒温液体加料罐中；
(3)开启经过预热的双螺杆挤出机，将步骤(2)恒温液体加料罐中的熔体混合物以5～10kg/h的速度经挤出机的进料口加入挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口通过熔体泵以50～500g/h的速度加入含有10wt％己内酰胺钠的己内酰胺熔体，进行反应挤出制备导电高流动尼龙6母粒。
具体地，所述步骤(2)中己内酰胺熔体的温度为80～180℃。所述恒温液体加料罐的温度为80～180℃；所述步骤(2)中异氰酸酯化碳纳米管在己内酰胺熔体的添加量为10～20wt％；所述步骤(3)中挤出机螺杆转速为50～300rmp，挤出机螺杆直径为20mm,长径比为40～60，喂料速度为5～15kg/h；挤出机各区温度设定范围为50～260℃，机头温度范围为220～250℃。
具体地，二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液的浓度为20wt％。
具体地，羟基化碳纳米管与己内酰胺熔体的添加量比值为(1～2):5。
有益效果：本发明使用多官能团异氰酸酯为接枝改性剂，首先在羟基化碳纳米管表面接枝能参与己内酰胺阴离子聚合反应的多异氰酸酯官能团，得到反应性碳纳米管；反应性碳纳米管在挤出机中引发己内酰胺阴离子聚合反应，从而在碳纳米管表面原位接枝生长尼龙6分子链，由于多官能团异氰酸酯接枝改性羟基化碳纳米管时，异氰酸酯官能团的数量远远大于羟基的数量，因此接枝改性后羟基化碳纳米管表面的羟基转变为支化的异氰酸酯基，从而在阴离子聚合反应过程中，羟基化碳纳米管表面原位生成了支化尼龙6分子链，碳纳米管表面生成的支化尼龙6分子链不仅大大提高了碳纳米管与尼龙6基体之间的界面相容性，而且相较于普通线型尼龙6分子链，在保证导电性能的同时，支化的尼龙6具有更好的加工流动性，因此所制备的尼龙6母粒具有优异的加工流动性。
具体实施方式
下面具体实施方式对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，按如下方法制备完成：
称取1000g羟基化碳纳米管，加入50000g浓度为20％的二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液中，氮气保护下，搅拌反应1小时后，过滤取出其中的固体物质，并用甲苯充分洗涤、干燥，得到异氰酸酯功能化的碳纳米管。
将所制备的异氰酸酯功能化的碳纳米管加入5000g经减压蒸馏去除水分的己内酰胺熔体，搅拌混合均匀后，储存于恒温液体加料罐中。开启经过预热的双螺杆挤出机,该挤出机螺杆直径20mm，长径比40，加料口至计量段的温度由50℃依次升高至250℃，机头温度为：240℃，将挤出机螺杆转速设定为50rpm。打开液体加料罐的出料阀门，调节流量，使其中的混合熔体以5kg/h流量进入挤出机加料口，同时使用计量泵以50g/h的速度在挤出机侧喂料口加入含10wt％己内酰胺钠的己内酰胺熔体，开始反应挤出。挤出物经水冷却、造粒后所得产物即为导电高流动尼龙6母粒。
实施例2
一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，按如下方法制备完成：
称取2000g羟基化碳纳米管，加入100000g浓度为20％的二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液中，氮气保护下，搅拌反应1小时后，过滤取出其中的固体物质，并用甲苯充分洗涤、干燥，得到异氰酸酯功能化的碳纳米管。
将所制备的异氰酸酯功能化的碳纳米管加入5000g经减压蒸馏去除水分的己内酰胺熔体，搅拌混合均匀后，储存于恒温液体加料罐中。开启经过预热的双螺杆挤出机,该挤出机螺杆直径20mm，长径比60，加料口至计量段的温度由50℃依次升高至250℃，机头温度为：240℃，将挤出机螺杆转速设定为300rpm。打开液体加料罐的出料阀门，调节流量，使其中的混合熔体以15kg/h流量进入挤出机加料口，同时使用计量泵以500g/h的速度在挤出机侧喂料口加入含10wt％己内酰胺钠的己内酰胺熔体，开始反应挤出。挤出物经水冷却、造粒后所得产物即为导电高流动尼龙6母粒。
实施例3
一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，按如下方法制备完成：
称取1500g羟基化碳纳米管，加入75000g浓度为20％的二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液中，氮气保护下，搅拌反应1小时后，过滤取出其中的固体物质，并用甲苯充分洗涤、干燥，得到异氰酸酯功能化的碳纳米管。
将所制备的异氰酸酯功能化的碳纳米管加入5000g经减压蒸馏去除水分的己内酰胺熔体，搅拌混合均匀后，储存于恒温液体加料罐中。开启经过预热的双螺杆挤出机,该挤出机螺杆直径20mm，长径比50，加料口至计量段的温度由50℃依次升高至250℃，机头温度为：240℃，将挤出机螺杆转速设定为175rpm。打开液体加料罐的出料阀门，调节流量，使其中的混合熔体以10kg/h流量进入挤出机加料口，同时使用计量泵以275g/h的速度在挤出机侧喂料口加入含10wt％己内酰胺钠的己内酰胺熔体，开始反应挤出。挤出物经水冷却、造粒后所得产物即为导电高流动尼龙6母粒。
实施例4
一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，按如下方法制备完成：
称取1200g羟基化碳纳米管，加入60000g的二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液中，氮气保护下，搅拌反应1小时后，过滤取出其中的固体物质，并用甲苯充分洗涤、干燥，得到异氰酸酯功能化的碳纳米管。
将所制备的异氰酸酯功能化的碳纳米管加入5000g经减压蒸馏去除水分的己内酰胺熔体，搅拌混合均匀后，储存于恒温液体加料罐中。开启经过预热的双螺杆挤出机,该挤出机螺杆直径20mm，长径比50，加料口至计量段的温度由50℃依次升高至250℃，机头温度为：240℃，将挤出机螺杆转速设定为100rpm。打开液体加料罐的出料阀门，调节流量，使其中的混合熔体以8kg/h流量进入挤出机加料口，同时使用计量泵以180g/h的速度在挤出机侧喂料口加入含10wt％己内酰胺钠的己内酰胺熔体，开始反应挤出。挤出物经水冷却、造粒后所得产物即为导电高流动尼龙6母粒。
实施例5
一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，按如下方法制备完成：
称取1600g羟基化碳纳米管，加入80000g的二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液中，氮气保护下，搅拌反应1小时后，过滤取出其中的固体物质，并用甲苯充分洗涤、干燥，得到异氰酸酯功能化的碳纳米管。
将所制备的异氰酸酯功能化的碳纳米管加入5000g经减压蒸馏去除水分的己内酰胺熔体，搅拌混合均匀后，储存于恒温液体加料罐中。开启经过预热的双螺杆挤出机,该挤出机螺杆直径20mm，长径比50，加料口至计量段的温度由50℃依次升高至250℃，机头温度为：240℃，将挤出机螺杆转速设定为200rpm。打开液体加料罐的出料阀门，调节流量，使其中的混合熔体以12kg/h流量进入挤出机加料口，同时使用计量泵以350g/h的速度在挤出机侧喂料口加入含10wt％己内酰胺钠的己内酰胺熔体，开始反应挤出。挤出物经水冷却、造粒后所得产物即为导电高流动尼龙6母粒。
实施例1～5的样品进行熔融指数测试，测试条件为250℃，2.16Kg，照国家标准GB/T3682-2000进行测试。实施例1～5的样品模压成片后测试体积电阻率。
Figure BDA0002995484500000041
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，其特征在于：其制备方法包括以下工艺步骤：
导电填料羟基化碳纳米管的预处理：将羟基化碳纳米管置于至少50倍于其重量的二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液中，氮气保护下，室温搅拌反应，使用甲苯洗涤过滤所得固体物质，既得异氰酸酯化碳纳米管；
将步骤（1）中预处理后的碳纳米管加入经减压蒸馏去除水分的己内酰胺熔体中，分散混合均匀后储存于恒温液体加料罐中；
开启经过预热的双螺杆挤出机，将步骤（2）恒温液体加料罐中的熔体以5~10kg/h的速度经挤出机的进料口加入挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口通过计量泵以50～500g/h的速度加入含有10wt%己内酰胺钠的己内酰胺熔体，进行反应挤出制备导电高流动尼龙6母粒。
2.根据权利要求1所述的一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯的氯苯溶液的浓度为20wt%。
3.根据权利要求1所述的一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，其特征在于：己内酰胺熔体的温度为80~180℃，所述恒温液体加料罐的温度为80~180℃。
4.根据权利要求1所述的一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中异氰酸酯化碳纳米管在己内酰胺熔体的添加量为20～40wt%。
5.根据权利要求1所述的一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中挤出机螺杆转速为50～300rmp，挤出机螺杆直径为20mm,长径比为40～60；挤出机各区温度设定范围为50～250℃，机头温度范围为240℃。
6.根据权利要求1所述的一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的反应时间为1小时或以上。
CN202110328504.6A 2021-03-26 2021-03-26 一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法 Pending CN113061268A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110328504.6A CN113061268A (zh) 2021-03-26 2021-03-26 一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110328504.6A CN113061268A (zh) 2021-03-26 2021-03-26 一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113061268A true CN113061268A (zh) 2021-07-02

Family

ID=76563916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110328504.6A Pending CN113061268A (zh) 2021-03-26 2021-03-26 一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113061268A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747620A (zh) * 2008-12-04 2010-06-23 上海杰事杰新材料股份有限公司 原位增容浇铸尼龙/碳纳米管纳米复合材料的制备方法
CN105315456A (zh) * 2015-08-03 2016-02-10 杭州师范大学 一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料及其制备方法与应用
CN105968375A (zh) * 2016-05-27 2016-09-28 江苏科技大学 一种聚酰胺纳米母粒的反应挤出制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747620A (zh) * 2008-12-04 2010-06-23 上海杰事杰新材料股份有限公司 原位增容浇铸尼龙/碳纳米管纳米复合材料的制备方法
CN105315456A (zh) * 2015-08-03 2016-02-10 杭州师范大学 一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料及其制备方法与应用
CN105968375A (zh) * 2016-05-27 2016-09-28 江苏科技大学 一种聚酰胺纳米母粒的反应挤出制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEI YANG等: ""Functionalization of multiwalled carbon nanotubes with polyamide 6 by anionic ring-opening polymerization"", 《CARBON》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108485245B (zh) 一种通用性黑色母粒及其制备方法
CN109853083B (zh) 一种水溶性可降解纤维及其制备方法
CN106220996A (zh) 硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法
CN106751783A (zh) 一种熔融挤出扩链反应制备的高粘度尼龙6复合材料及其制备方法
CN113061246A (zh) 一种高流动导热尼龙6母粒的制备方法
CN115124776A (zh) 一种天然竹纤维改性pe或pp复合材料及其制备方法
CN113061268A (zh) 一种导电高流动尼龙6母粒的制备方法
CN112442251B (zh) 一种abs复合材料及其制备方法及应用
CN112662031A (zh) 一种塑料着色母粒及其制备方法
CN107857992A (zh) 石墨烯改性的聚酰胺6纤维复合材料及其制备方法
CN106751806A (zh) 一种反应型增容剂制备回收地毯pa66树脂和回收pet的合金材料
CN101863102A (zh) 一种注塑汽车座椅滑块制品的方法
CN111040084A (zh) 一种用于低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的增容剂及制备方法
CN116082787A (zh) 一种碳纤维改性聚甲醛复合材料及制备方法
CN114605468B (zh) 一种用于pbat的生物基阻燃相容剂的制备方法及应用
CN114395242A (zh) 高导热pok复合材料及其制备方法与应用
CN106893251A (zh) 一种高性能abs/pa6/石墨烯复合材料及其制备方法
CN109467814B (zh) 一种复合矿物纤维填充聚丙烯复合材料及其制备方法
CN111019248A (zh) 一种用于聚丁烯管材的色母粒及其制备方法
CN112063169A (zh) 一种生物基pa56/abs合金及其制备方法
CN112876842A (zh) 一种具有核壳结构增强的防老化高分子复合材料的制备方法
CN116144187B (zh) 一种聚乳酸复合材料及其制备方法和应用
CN116178765B (zh) 一种流延成型的低水蒸气透过率聚乙烯膜及其制备方法
CN113845733B (zh) 一种废旧橡胶胶粉填充聚丙烯共混材料及其制备方法
CN114957784B (zh) 发泡剂母粒及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination