本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种尼龙组合物材料及其制备方法。
背景技术：
矿井专用设备多用于地下采矿作业，或矿产输送，在整个过程中经常粉尘飞扬，极易产生爆炸、火灾的隐患，因此对于矿井专用设备使用的塑胶材料需要抗静电要求。但目前的抗静电塑胶材料多采用表面活性剂型抗静电剂，为非长久性抗静电，一般在1-2年之后抗静电效果消失，并且需要在高湿度的环境下才能获得更好的抗静电效果，在抗静电效果消失后表面极易吸附粉尘，大大增加了粉尘爆炸的风险。
现有技术中，常用的长久型抗静电剂为聚醚型抗静电剂、导电炭黑或导电碳纳米管，虽然可以达到长久抗静电要求，但严重影响了材料的性能，大大增加了设备损坏的风险。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种尼龙组合物材料及其制备方法，解决了现有技术中尼龙组合物材料物理性能和长久抗静电性能矛盾的技术问题。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种尼龙组合物材料，所述尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：聚甲醛250-500份、聚氨酯300-500份、丙胺酸钠1-5份、聚苯胺1-10份、抗氧剂2-5份、抗冲击改性剂20-40份、热稳定剂、润滑剂，其中热稳定剂与聚氨酯的重量份数比为2-3：100，润滑剂与聚氨酯的重量份数比为1-2：100。
优选的，所述聚氨酯为聚醚型，其熔融指数为40-50g/10min。
优选的，所述聚甲醛的熔融指数为35-40g/10min，数均分子量为5-6万，结晶度为70％，含水率＜0.5％。
优选的，所述聚苯胺的熔融指数为5-10g/10min。
优选的，所述热稳定剂为有机锡类稳定剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙混合而成。
优选的，所述热稳定剂由以下重量百分比的原料混合而成：有机锡60％、硬脂酸锌25％、硬脂酸钙15％。
优选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种。
优选的，所述抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯的共聚物中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯、三-(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸双十二醇酯中的至少一种。
一种尼龙组合物材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将聚氨酯、聚苯胺、抗冲击改性剂、热稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中，于70-90℃下混合5-10min；
s2、再将聚甲醛和丙胺酸钠加入高混机内，混合5-10min，得到混合物料；
s3、将步骤s2得到的混合物料通过送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，混合物料在螺杆的剪切、混炼和输送下熔合，再经过挤出、拉条、冷却即可，其中，挤出机各区段温度设定为一区160-170℃，二区180-190℃，三区190-220℃，四区220-270℃。
其中，所述丙胺酸钠为主抗静电剂，聚苯胺的作用位辅助抗静电剂，二者通过复配能够很好的解决本发明组合物长久抗静电的问题。
本发明提供一种尼龙组合物材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明尼龙组合物材料，具有优异的力学性能，加工性能优异，具有良好的物理性能和长久抗静电性能，适合用于采矿设备、井下设备等对抗静电等级要求高的产品，也适合于其他需要长久抗静电的产品；
本发明尼龙组合物材料的原料热稳定剂采用有机锡、硬脂酸锌、硬脂酸钙混合而成，该热稳定剂解决了在加工过程中，原料会发生部分降解的问题；
现有技术中常用的表面活性剂为抗静电剂，其抗静电原理是析出表面后吸附空气中的水汽，靠表面的水层带走电荷，当基体内的表面活性剂全部迁移至表面后将不再有抗静电效果，本发明采用的丙胺酸钠与聚苯胺复配使用，作为复配抗静电剂加入树脂基体内分散性好，可以形成丝状或网状形态，而且不影响原有材料的机械、热学性能；本发明尼龙组合物材料具有长久抗静电的特性，不随使用时间的增加而衰减，也不存在析出等问题。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中所有物质均是已知的市售产品，其单位为重量份，其中所用原材料中，聚苯胺的熔融指数为5-10g/10min；热稳定剂由以下重量百分比的原料混合而成：有机锡60％、硬脂酸锌25％、硬脂酸钙15％；聚氨酯为聚醚型，熔融指数为40-50g/10min；聚甲醛熔融指数为35-40g/10min，数均分子量5万-6万，结晶度70％，含水率＜0.5％；
实施例中：mbs指甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；mh2080指丙胺酸钠；acr为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的共聚物；
实施例1：
本实施例尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：
聚甲醛：500份
聚氨酯：300份
丙胺酸钠：1份
聚苯胺：5份
mbs：20份
热稳定剂：6份
聚乙烯蜡：3份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：1份
本实施例尼龙组合物材料的制备方法为：将称量好的聚氨酯、聚苯胺、mbs、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入聚甲醛和mh2080再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区180℃，三区190℃，四区260℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
实施例2：
本实施例尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：
聚甲醛：450份
聚氨酯：370份
丙胺酸钠：2份
聚苯胺：10份
acr：25份
热稳定剂：7份
聚乙烯蜡：4份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：2份
本实施例尼龙组合物材料的制备方法为：将称量好的聚氨酯、聚苯胺、acr、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入聚甲醛和mh2080再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区170℃，二区190℃，三区220℃，四区270℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
实施例3：
本实施例尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：
聚甲醛：360份
聚氨酯：430份
丙胺酸钠：3份
聚苯胺：5份
acr：30份
热稳定剂：10份
氧化聚乙烯蜡：5份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：2份
本实施例尼龙组合物材料的制备方法为：将称量好的聚氨酯、聚苯胺、acr、热稳定剂、氧化聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入聚甲醛和mh2080再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区170℃，二区190℃，三区220℃，四区220℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品
实施例4：
本实施例尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：
聚甲醛：300份
聚氨酯：400份
丙胺酸钠：4份
聚苯胺：10份
mbs：30份
acr：10份
热稳定剂：10份
聚乙烯蜡：8份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：3份
本实施例尼龙组合物材料的制备方法为：将称量好的聚氨酯、聚苯胺、acr、mbs、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入聚甲醛和mh2080再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区190℃，三区220℃，四区250℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品
实施例5：
本实施例尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：
聚甲醛：280份
聚氨酯：450份
丙胺酸钠：5份
聚苯胺：8份
mbs：40份
热稳定剂：13份
氧化聚乙烯蜡：8份
抗氧剂1076：2份
抗氧剂168：3份
本实施例尼龙组合物材料的制备方法为：将称量好的聚氨酯、聚苯胺、mbs、热稳定剂、氧化聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入聚甲醛和mh2080再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区180℃，三区190℃，四区270℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
实施例6：
本实施例尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：
聚甲醛：250份
聚氨酯：500份
丙胺酸钠：5份
聚苯胺：1份
mbs：20份
热稳定剂：6份
氧化聚乙烯蜡：3份
抗氧剂1076：2份
抗氧剂168：2份
本实施例尼龙组合物材料的制备方法为：将称量好的聚氨酯、聚苯胺、mbs、热稳定剂、氧化聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入聚甲醛和mh2080再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为一区160℃，二区190℃，三区220℃，四区270℃；物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
对比例：
本对比例尼龙组合物材料由以下重量份的原料制成：
聚甲醛：400份
聚氨酯：550份
硬脂基三甲基季铵盐酸盐(非长久型抗静电剂)：50份
acr：30份
热稳定剂：15份
聚乙烯蜡：8份
抗氧剂1076：1份
抗氧剂168：3份
本对比例尼龙组合物材料的制备方法为：将称量好的聚氨酯、acr、热稳定剂、聚乙烯蜡与抗氧剂1076、168一起加入高混机中在80℃下混合7min，然后继续加入聚甲醛和非长久型抗静电剂硬脂基三甲基季铵盐酸盐再混合5min，最后将混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段温度设定为160℃，二区180℃，三区190℃，四区260℃。物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后制成产品。
将实施例1-实施例5和对比例制备的尼龙组合物材料做性能测试，测试结果见表1。
表1不同样品性能测试结果
表1为本发明实施例1-实施例5与对比例的性能测试结果，采用标准为astm标准，普通聚甲醛、聚氨酯的体积电阻率为1016，当体积电阻率低于1012，可以认为是抗静电级。从实施例1-实施例5结果可以看到，在加入复配抗静电剂后材料达到109-1010之间，同时对材料的弯曲和冲击性能没有明显的影响，材料具备优异的长久抗静电性与机械性能。对比非长久抗静电聚氨酯/聚甲醛材料(对比例)，实施例1-5在2年后的体积电阻率没有明显升高，而非长久抗静电聚氨酯/聚甲醛已经升高至1016等级，和普通聚氨酯/聚甲醛没有区别了，说明本发明提供的尼龙组合物材料具有长久抗静电的效果。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。