CN113755007B - 一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尼龙材料制备技术领域,具体公开了一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其包含如下重量份的组分:尼龙6 80~120份;电磁屏蔽材料3~10份;分散剂1~5份;偶联剂1~3份;所述的电磁屏蔽材料包含石墨烯和镍粉。研究表明:同时选用石墨烯和镍粉作为电磁屏蔽材料,能够使得制备得到的尼龙6复合材料具有优异的电磁屏蔽作用。
Description
技术领域
本发明涉及尼龙材料制备技术领域,具体涉及一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
背景技术
尼龙6是一种常用的高分子化合物;又叫PA6、聚酰胺6或锦纶6;由于尼龙6具有很好的机械强度,被广泛应用于汽车零部件、电子电气设备等领域。当尼龙6应用于电子电气设备时,由于电子电器设备具有一定的电磁辐射;因此,急需提高尼龙6的电磁屏蔽作用,以减少电子电气设备产生的电磁污染。
因此,提供一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料具有重要的应用价值。
发明内容
为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题,本发明提供了一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
本发明的技术方案如下:
一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其包含如下重量份的组分:
尼龙6 80~120份;电磁屏蔽材料 3~10份;分散剂 1~5份;偶联剂 1~3份;
所述的电磁屏蔽材料包含石墨烯和镍粉。
发明人研究表明,同时选用石墨烯和镍粉作为电磁屏蔽材料,能够使得制备得到的尼龙6复合材料具有优异的电磁屏蔽作用。
优选地,所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其包含如下重量份的组分:
尼龙6 90~110份;电磁屏蔽材料 3~5份;分散剂 2~3份;偶联剂 1~2份。
最优选地,所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其包含如下重量份的组分:
尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;分散剂 3份;偶联剂 2份。
优选地,所述的偶联剂选自硅烷偶联剂。
最优选地,所述的硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH570。
优选地,电磁屏蔽材料中石墨烯和镍粉的重量比为3~5:1。
最优选地,电磁屏蔽材料中石墨烯和镍粉的重量比为4:1。
优选地,所述的分散剂通过如下方法制备得到:
将苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在惰性气体保护下,先在80~90℃下搅拌反应4~6h,再在150~160℃下反应6~10h;即得所述的分散剂。
最优选地,所述的分散剂通过如下方法制备得到:
将苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在氮气保护下,先在85℃下搅拌反应5h,再在150℃下反应8h;即得所述的分散剂。
优选地,苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为7~10:10~15:200~250;
最优选地,苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为9:13:220。
研究表明,以石墨烯和镍粉作为电磁屏蔽材料来提高尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用,还需要选择适合于石墨烯和镍粉的分散剂才能有效地发挥石墨烯和镍粉在尼龙6复合材料中的电磁屏蔽作用;分散剂对于石墨烯和镍粉能否大幅提高尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用起着决定性的作用;分散剂选择不当,以石墨烯和镍粉作为屏蔽材料制备得到的尼龙6复合材料并不具有十分优异的电磁屏蔽作用。发明人进一步研究表明,以石墨烯和镍粉作为屏蔽材料,采用以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂与采用常规的分散剂相比,可以大幅提高尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用。
进一步地,所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料还包括颜料、抗氧剂、阻燃剂、增强剂中的一种或多种;颜料、抗氧剂、阻燃剂以及增强剂的具体用量,本领域技术人员还可以根据实际需要确定。
有益效果:本发明提供了一种全新的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料;该尼龙6复合材料以石墨烯和镍粉作为电磁屏蔽材料,同时通过加入以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂,是得制备得到的龙6复合材料具有优异的电磁屏蔽作用。其中,以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂是本发明全新制备得到的分散剂;采用该分散剂与采用常规的分散剂相比,可以大幅提高以石墨烯和镍粉作为电磁屏蔽材料制备得到的尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行进一步解释,但实施例对本发明不做任何形式的限定。
以下实施例中所述的尼龙6采用德国巴斯夫公司生产的牌号为B3UGM210的尼龙6;所述的聚醚胺采用美国亨斯曼公司生产的牌号为D2000的聚醚胺。其余未注明来源的原料,均为本领域技术人员可以通过常规途径可以购买得到的常规原料。
实施例1具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;分散剂 3份;偶联剂 2份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比4:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
所述的分散剂通过如下方法制备得到:将苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在氮气保护下,先在85℃下搅拌反应5h,再在150℃下反应8h;即得所述的分散剂;其中,苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为9:13:220。
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
实施例2具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 80份;电磁屏蔽材料 3份;分散剂 5份;偶联剂 3份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比5:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
所述的分散剂通过如下方法制备得到:将苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在氮气保护下,先在80℃下搅拌反应6h,再在160℃下反应6h;即得所述的分散剂;其中,苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为10:15:250。
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
实施例3具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 120份;电磁屏蔽材料 10份;分散剂 1份;偶联剂 1份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比3:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
所述的分散剂通过如下方法制备得到:将苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在氮气保护下,先在90℃下搅拌反应4h,再在150℃下反应10h;即得所述的分散剂;其中,苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为7:10:200。
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
对比例1具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;偶联剂 2份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比4:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
实施例1与对比例1的区别在于,对比例1不加入分散剂,而实施例1则加入以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂。
对比例2具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;分散剂 3份;偶联剂 2份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比4:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
所述的分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
实施例1与对比例2的区别在于,对比例2采用常规的分散剂乙撑双硬脂酸酰胺,而实施例1则采用以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂。
对比例3具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;分散剂 3份;偶联剂 2份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比4:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
所述的分散剂为硬脂酸钙。
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
实施例1与对比例3的区别在于,对比例3采用常规的分散剂硬脂酸钙,而实施例1则采用以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂。
对比例4具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;分散剂 3份;偶联剂 2份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比4:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
所述的分散剂通过如下方法制备得到:将苯基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在氮气保护下,先在85℃下搅拌反应5h,再在150℃下反应8h;即得所述的分散剂;其中,苯基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为22:220。
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
实施例1与对比例4的区别在于,对比例4中的分散剂仅仅以苯基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到。而实施例1中的分散剂则是以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到。
对比例5具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料
原料重量份组成:尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;分散剂 3份;偶联剂 2份;
所述的电磁屏蔽材料由石墨烯和镍粉按重量比4:1组成;
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH570;
所述的分散剂通过如下方法制备得到:将十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在氮气保护下,先在85℃下搅拌反应5h,再在150℃下反应8h;即得所述的分散剂;其中,十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为22:220。
制备方法:先将尼龙、电磁屏蔽材料、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后,转入双螺杆挤出机;然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
实施例1与对比例5的区别在于,对比例5中的分散剂仅仅以十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到。而实施例1中的分散剂则是以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到。
将实施例1~3以及对比例1~5制备得到的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,参照ASTM D4935标准中的方法测试其电磁屏蔽作用;测试结果见表1。
表1.本发明尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用测试结果
电磁屏蔽效能(dB) | |
实施例1具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 88 |
实施例2具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 79 |
实施例3具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 83 |
对比例1具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 52 |
对比例2具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 59 |
对比例3具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 56 |
对比例4具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 63 |
对比例5具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料 | 57 |
从表1实验数据可以看出,实施例1~3制备得到的尼龙6复合材料其电磁屏蔽效能远远大于对比例1制备得到的尼龙6复合材料;这说明:以石墨烯和镍粉作为屏蔽材料,加入以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂,可以大幅提高制备得到的尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用。
从表1实验数据可以看出,对比例2和3制备得的尼龙6复合材料,其电磁屏蔽效能相对于对比例1而言并未有大幅地的提高;其电磁屏蔽效能同样远远小于实施例1;这说明:采用常规的分散剂,并不能大幅地提高以石墨烯和镍粉作为屏蔽材料的尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用;而采用本发明以苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂替换常规的分散剂,其可以大幅地提高以石墨烯和镍粉作为屏蔽材料的尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用。
从表1实验数据可以看出,对比例4和5制备得的尼龙6复合材料,其电磁屏蔽效能同样远远小于实施例1;这说明:本发明分散剂制备过程中原料的选择至关重要;只有采用本发明以苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂,才能大幅地提高以石墨烯和镍粉作为屏蔽材料的尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用;而采用苯基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂,或采用十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺为原料制备得到的分散剂并不能大幅地提高以石墨烯和镍粉作为屏蔽材料的尼龙6复合材料的电磁屏蔽作用。
Claims (9)
1.一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在于,包含如下重量
份的组分:
尼龙6 80~120份;电磁屏蔽材料 3~10份;分散剂1~5份;偶联剂1~3份;
所述的电磁屏蔽材料包含石墨烯和镍粉;
所述的分散剂通过如下方法制备得到:
将苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在惰性气体保护下,先在80~90℃下搅拌反应4~6h,再在150~160℃下反应6~10h;即得所述的分散剂;
电磁屏蔽材料中石墨烯和镍粉的重量比为3~5:1。
2.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,包含如下重量份的组分:
尼龙6 90~110份;电磁屏蔽材料 3~5份;分散剂2~3份;偶联剂1~2份。
3.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,包含如下重量份的组分:
尼龙6 100份;电磁屏蔽材料 5份;分散剂 3份;偶联剂 2份。
4.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,所述的偶联剂选自硅烷偶联剂。
5.根据权利要求4所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,所述的硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH570。
6.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,电磁屏蔽材料中石墨烯和镍粉的重量比为4:1。
7.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,所述的分散剂通过如下方法制备得到:
将苯基琥珀酸酐以及十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中;在氮气保护下,先在85℃下搅拌反应5h,再在150℃下反应8h;即得所述的分散剂。
8.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为7~10:10~15:200~250。
9.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料,其特征在
于,苯基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为9:13:220。
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