专利名称：导电尼龙塑料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及导电塑料领域，具体的，本发明涉及导电尼龙塑料及其制备方法。
背景技术：
导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料。按导电塑料的制作方法分类，可分为结构型导电塑料和复合型导电塑料。结构型导电塑料又称本征型导电塑料，是指本身具有导电性或经化学改性后具有导电性的塑料。这 ー类高分子材料的生产成本高、エ艺难度大，至今尚无大量生产，现在广泛应用的导电高分子材料一般都是复合型高分子材料，其填充物质主要有金属分散系、炭黑系、有机络合物分散系。目前，制备导电塑料一般是直接将导电炭黑或金属粉末等与塑料共混。例如，CN 101565M2A公开了ー种导电MC尼龙材料及其生产方法，涉及电力设施中的高压过线轮，或射频干扰等技术领域。包括以下步骤先将尼龙単体放入熔料釜中热熔，然后真空脱水，再依次加入催化剂、导电石墨，再进行真空脱水后加入助催化剂，在模具中浇铸、热处理、再进行精加工，形成成品。这类方法的缺点是炭黑以及金属粉末不易添加；分散不均；对基体物理机械性能破坏较大；对生产环境污染大。另外，CN 101870812A提供了ー种导电尼龙66材料及其制备方法，其各组分的重量百分比为尼龙6680% -95% ；碳纳米管-10% ；纳米蒙脱土 1 % -15% ；相容增韧剂 1% -10.5% ；抗氧剂0.3% -1% ；成核剂0.3% -1% ；润滑剂0.3% _1%。其制备方法为 先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总重量0.5%-3. 75%的相容增韧剂、5%-20%的尼龙66材料混合，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒，然后将母粒与其余的尼龙66和相容增韧剂以及抗氧剂、成核剂与润滑剂混合，经双螺杆挤出机挤出。但该材料在弾性、抗疲劳性等方面存在一定的问题。尼龙(Nylon)，中文名聚酰胺，英文名称Polyamide (简称PA)，是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称。其命名由合成単体具体的碳原子数而定，如 尼龙_6、66、1010、610等。其中，尼龙6具有最优越的综合性能，包括机械强度、刚度、韧度、 机械减震性和耐磨性。导电尼龙6的研发也是目前研发的热点之一。例如CN 102108126A 涉及ー种尼龙6导电微球的制备方法，首先苯乙烯在己内酰胺熔融液中进行自由基聚合， 然后氧化石墨胶体悬浊液加入到上述己内酰胺混合液中，己内酰胺原位阴离子开环聚合制备得浇铸尼龙6/聚苯乙烯/氧化石墨三元复合材料，将上述复合材料粉碎，用溶剂溶解去除聚苯乙烯连续相，得到尼龙6导电微球。该方法制得的导电尼龙6材料导电性能较好，但物理机械性能较差，因此具有一定的应用局限性。因此，现有导电塑料存在导线性能或/和机械性能不够理想，具有环境污染等问题
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种导电尼龙塑料。所述导电 尼龙塑料按质量百分比包括聚合物载体 65 9O %导电炭黑5 30%改性剂0.05 3%。优选地，所述导电尼龙塑料按质量百分比包括
尼龙 655-80%
聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物3~20%
导电炭黑5~30%
改性剂0.05~3%。进一步优选，所述导电尼龙塑料按质量百分比包括
尼龙 660-75%
聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物5~18%
导电炭黑10~20%
改性剂0.2~2%
加工助剂2~8%。特别优选，所述导电尼龙塑料按质量百分比包括
尼龙 665-70%
聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物10~15%
导电炭黑15~18%
改性剂0.5~1%
加工助剂3~5%。所述聚合物载体还可以包括其他合适的聚合物，例如聚苯乙烯等，所属领域的技 术人员可根据其掌握的专业知识进行选择。优选地，所述尼龙6为挤出级聚酰胺，例如德国巴斯夫的B40L或/和与德国巴斯 夫的B40L同等级的尼龙6。优选地，所述聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物中，聚乙烯聚乙烯接枝马 来酸酐的质量之比为3 1 1 3，进一步优选为2 1 1 2，特别优选为1 1。
优选地，所述聚乙烯为线性聚乙烯，特别优选为线型低密度聚乙烯，例如中石化 7042或/和与7042同等级的线型低密度聚乙烯。聚乙烯接枝马来酸酐是所属领域公知物质，可通过市售得到或由所属领域技术人员根据现有技术/新技术合成得到。优选地，所述导电炭黑为吸油值(DBP)为150ml/100g以上的导电炭黑，进ー步优选吸油值(DBP)为180ml/100g以上，特別优选吸油值(DBP)为200ml/100g以上。优选地，所述改性剂为偶联剂，特別优选为钛酸酯偶联剂。优选地，所述加工助剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸锌、分散剂中的1种或至少2种的组合；所述分散剂的例子有水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、 十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙ニ醇酯等；所述组合典型但非穷尽的例子有聚乙烯蜡、硬脂酸锌、十二烷基硫酸钠的组合，聚乙烯蜡、聚丙烯酰胺的組合，聚乙烯蜡、硬脂酸锌、焦磷酸钠、甲基戊醇的组合，硬脂酸锌、六偏磷酸钠、 古尔胶的組合等。本发明所述导电尼龙塑料还可以包括其他组分，例如抗氧化剂、表面处理剂、成核剂、相容增韧剂、润滑剂等，所属领域技术人员可根据所掌握的专业知识选择。本发明的目的之一还在于提供ー种所述导电尼龙塑料的制备方法，所述方法包括按照配方备料，然后采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料。所述密炼及造粒所需条件是所属领域公知技木，所属领域技术人员应当可根据现有技术确定。采用本发明所述方法制备的导电尼龙塑料炭黑分散均勻，且由于对基体物理机械性能破坏较小，因此具有良好的机械物理力学性能。与现有技术相比，本发明具有以下特点(1)可直接使用，可不再添加任何加工助剂，可减少中间生产环节及生产设备；(2)加工流动性好，生产平稳；(3)导电性优异，可生产电阻率在105Ω · cm及以下的导电尼龙塑料；(4)机械物理力学性能优异；(5)采用密炼机以及双螺杆挤出机制造，对生产环境与周围环境无污染。
具体实施例方式为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例1根据以下配方配料尼龙6(德国巴斯夫的B40L)55g，聚乙烯(中石化7042) 2. 5g， 聚乙烯接枝马来酸酐(南京友好助剂化工有限责任公司)7.5g，吸油值(DBP)为 150ml/100g的导电炭黑(亿博瑞(天津)化工有限公司)30g，钛酸酯偶联剂(仪征天扬化 エ有限公司TM-12)3g，聚乙烯蜡(成都盛腾科技发展有限公司)lg，硬脂酸锌(高密市谊昌化工有限公司)0. 5g，六偏磷酸钠0. 5g，采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料1。
实施例2根据以下配方配料尼龙6(德国巴斯夫的B40L)80g，聚乙烯(中石化7042) 7. 5g， 聚乙烯接枝马来酸酐(南京友好助剂化工有限责任公司)2. 5g，吸油值(DBP)为 200ml/100g的导电炭黑(亿博瑞(天津)化工有限公司)5g，钛酸酯偶联剂(仪征天扬化 エ有限公司TM-12)0. 05g，聚乙烯蜡(成都盛腾科技发展有限公司)3g，十二烷基硫酸钠lg， 抗氧剂N，N'-双-(3-(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己ニ胺(南京米兰化工有限公司)0. 95g，采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料2。实施例3根据以下配方配料尼龙6 (德国巴斯夫的B40L) 60g,聚乙烯(中石化7042) 7g， 聚乙烯接枝马来酸酐(南京友好助剂化工有限责任公司)13g，吸油值(DBP)为200ml/100g 的导电炭黑(亿博瑞(天津)化工有限公司)15g，钛酸酯偶联剂(仪征天扬化工有限公司 TM-12)lg，聚乙烯蜡(成都盛腾科技发展有限公司)3g，硬脂酸锌(高密市谊昌化工有限公司)lg，采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料3。实施例4根据以下配方配料尼龙6 (德国巴斯夫的B40L) 67g，聚乙烯(中石化7042) 2g， 聚乙烯接枝马来酸酐(南京友好助剂化工有限责任公司)lg，吸油值(DBP)为180ml/100g 的导电炭黑(亿博瑞(天津)化工有限公司)20g，钛酸酯偶联剂(仪征天扬化工有限公司 TM-12)2g，聚乙烯蜡(成都盛腾科技发展有限公司)4g，硬脂酸锌(高密市谊昌化工有限公司)lg，三聚磷酸钠3g，采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料 4。实施例5根据以下配方配料尼龙6 (德国巴斯夫的B40L) 80g,聚乙烯(中石化7042) 2g， 聚乙烯接枝马来酸酐(南京友好助剂化工有限责任公司)3g，吸油值(DBP)为210ml/100g 的导电炭黑(亿博瑞(天津)化工有限公司)10g，钛酸酯偶联剂(仪征天扬化工有限公司 TM-12)2g，硬脂酸锌(高密市谊昌化工有限公司)3g，采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料5。对实施例1-5所制得的导电尼龙塑料进行测试，结果如下
权利要求
1.一种导电尼龙塑料，按质量百分比包括 聚合物载体65 90%导电炭黑5 30%改性剂0. 05 3%。
2.如权利要求1所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述导电尼龙塑料按质量百分比包括尼见6聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物导电炭黑55-80%3-20%5-30%改性剂0.05~3%。
3.如权利要求1或2所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述导电尼龙塑料按质量百分比包括尼龙 660-75%聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物导电炭黑改性剂5-18%10-20%0.2-2%加工助剂2~8%。
4.如权利要求1-3任一项所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述导电尼龙塑料按质量百分比包括尼龙 665-70%聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物导电炭黑10-15%15-18%改性剂0.5~1%加工助剂3~5%。
5.如权利要求1-4任一项所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述尼龙6优选为挤出级聚酰胺，例如德国巴斯夫的B40L或/和与德国巴斯夫的B40L同等级的尼龙6。
6.如权利要求1-4任一项所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述聚乙烯与聚乙烯接枝马来酸酐的混合物中，聚乙烯聚乙烯接枝马来酸酐的质量之比优选为3 1 1 3， 进ー步优选为2 1 1 2，特別优选为1 1;优选地，所述聚乙烯为线性聚乙烯，特别优选为线型低密度聚乙烯，例如中石化7042 或/和同等级的线型低密度聚乙烯。
7.如权利要求1-4任一项所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述导电炭黑优选为吸油值(DBP)为150ml/100g以上的导电炭黑，进一步优选吸油值(DBP)为180ml/100g以上， 特別优选吸油值(DBP)为200ml/100g以上。
8.如权利要求1-4任一项所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述改性剂优选为偶联剂，特別优选为钛酸酯偶联剂。
9.如权利要求1-4任一项所述的导电尼龙塑料，其特征在干，所述加工助剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸锌、分散剂中的1种或至少2种的组合。
10.如权利要求1-9任一项所述的导电尼龙塑料的制备方法，其特征在干，所述方法包括按照配方备料，然后采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料。
全文摘要
本发明涉及一种导电尼龙塑料，其包括聚合物载体65～90％，导电炭黑5～30％，改性剂0.05～3％。所述导电尼龙塑料制备方法为按照配方备料，然后采用密炼机密炼成型，再用双螺杆挤出机造粒而制成导电尼龙塑料。与现有技术相比，本发明可直接使用，可不再添加任何加工助剂，可减少中间生产环节及生产设备；加工流动性好，生产平稳；导电性优异，可生产电阻率在105Ω·cm及以下的导电尼龙塑料；机械物理力学性能优异；采用密炼机以及双螺杆挤出机制造，对生产环境与周围环境无污染。
文档编号C08L51/06GK102532882SQ20121000270
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者王玉庭 申请人:东莞市德诚塑化科技有限公司