无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙6复合材料及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改性塑料技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙6复合材 料及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前的一些导电尼龙复合材料中，使用的导电剂一般为不锈钢纤维、导电炭黑、导 电氧化锌或导电氧化锡，上述的导电剂的导电性有限，难以满足复合材料导电性能的进一 步提升。而通过研究发现，在尼龙6基体中添加不锈钢纤维制备的导电尼龙6复合材料既 具有高分子材料优异的性能又具有优异的导电性，可以用作永久抗静电或电磁屏蔽材料， 但是由于阻燃性的欠缺使其不能被应用于防火要求严格的场所。此外，对环境污染严重的 含卤阻燃体系，不能满足对环境保护的需要，因此，环境友好型的无卤阻燃的导电复合材料 是目前研究的趋势。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有上述缺陷，提供一种对环境友好，阻燃性 能、导电性能及电磁屏蔽效能优异的无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙6复合材料及其制造方法。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙 6复合材料，包括以下质量百分比的原料：
[0005] 不锈钢纤维 15~20%; 无卤阻燃剂 15~25%; 抗氧剂 0.2~0.6%;以及 润滑剂 0. 1~0, 5%;
[0006] 余量为尼龙6树脂。
[0007] 优选地，所述不锈钢纤维的直径为6~15μm，丝束为2~8K。
[0008] 优选地，所述不锈钢纤维材质为304、304H、302或316L。
[0009] 优选地，所述不锈钢纤维为经过上浆剂表面处理的不锈钢纤维。
[0010] 优选地，所述无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂和含氮阻燃剂。
[0011] 在质量百分比为15~25%的所述无卤阻燃剂中，所述含磷阻燃剂和含氮阻燃剂 的质量百分比分别为5~20%。
[0012] 优选地，所述含磷阻燃剂为次磷酸盐、二乙基次膦酸盐阻燃剂中的一种或多种。
[0013] 优选地，所述含氮阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐阻燃剂中的一 种或多种。
[0014] 优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1098按1:1~3:1的质量比复配而成。
[0015] 优选地，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯及硅酮中的一种或 多种。
[0016] 本发明还提供一种无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙6复合材料的制造方法，包括以下步 骤：
[0017]S1、按质量百分比称取以下原料：无卤阻燃剂、抗氧剂以及润滑剂，将适量的尼龙 6树脂干燥待用；
[0018]S2、将步骤S1中各原料预混合，投入到螺杆挤出机的喂料系统中，熔融共混形成 熔体；
[0019]S3、将不锈钢纤维放置在所述螺杆挤出机的挤出机头处，将所述熔体从所述挤出 机头挤出并包覆在所述不锈钢纤维上，通过控制牵引机牵引所述不锈钢纤维的牵引速度来 控制所述不锈钢纤维和熔体的质量百分比。
[0020] 优选地，所述螺杆挤出机的工作温度为220~240°C。
[0021] 优选地，所述步骤S3中，所述挤出机头处设置有包覆模具，所述不锈钢纤维和所 述牵引机分别位于所述包覆模具两侧，所述不锈钢纤维受所述牵引机牵引穿过所述包覆模 具，所述熔体从挤出机头处挤出到所述包覆模具中并包覆在所述不锈钢纤维上。
[0022] 实施本发明具有以下有益效果：本发明采用尼龙6作为基体，制备无卤阻燃的电 磁屏蔽尼龙6复合材料，具有很好的阻燃性，阻燃等级可达到UL94-1. 6mm-V0,体积电阻率 可达到102Ω·cm，电磁屏蔽效能优异，可以用于永久抗静电或电磁屏蔽材料。
【具体实施方式】
[0023] 本发明的无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙6复合材料，包括以下质量百分比的原料：
[0024] 不锈钢纤维 15~20%; 无卤阻燃剂 15~25%; 抗氧剂 0.2~0.6%;以及 润滑剂 （).！·、·0. .5%;
[0025] 余量为尼龙6树脂。
[0026] 其中，尼龙6树脂作为基体树脂，与阻燃剂、抗氧剂及润滑剂等加工助剂可共混受 热熔融为熔体，用于包覆到不锈钢纤维外以制得不锈钢纤维且具有电磁屏蔽性能的尼龙6 复合材料。
[0027] 优选地，不锈钢纤维为经过上浆剂表面处理的不锈钢纤维。该不锈钢纤维的直径 为6~15μm，丝束为2~8K(3000~8000)。不锈钢纤维材质可以为304、304H、302或316L。
[0028] 无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，起到阻燃作用且无卤，对环境友好，从 而扩大了不锈钢纤维电磁屏蔽尼龙6复合材料的应用场合。在复合材料中，含磷阻燃剂的 质量百分比分别为5~20%，含氮阻燃剂的质量百分比也为5~20%，两者相配合适当增 减，使得质量百分比之和为15~25%。
[0029] 优选地，含磷阻燃剂为次磷酸盐、二乙基次膦酸盐阻燃剂中的一种或多种。含氮阻 燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐阻燃剂中的一种或多种。
[0030] 抗氧剂采用抗氧剂168和抗氧剂1098按1:1~3:1的重量比复配而成，可防止尼 龙在加工过程的热氧化降解，使复合材料的成型加工能够顺利进行。
[0031] 润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯（PETS)及硅酮中的一种或多种。
[0032] 上述的无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙6复合材料可采用短切法或包覆法制得。
[0033] 本发明的无卤阻燃的电磁屏蔽尼龙6复合材料一实施例的制造方法，可包括以下 步骤：
[0034] S1、按质量百分比称取以下原料：含磷阻燃剂、含氮阻燃剂、抗氧剂以及润滑剂，将 适量的尼龙6树脂干燥待用。
[0035] S2、将步骤S1中各原料预混合，投入到螺杆挤出机的喂料系统中，熔融共混形成 熔体。
[0036] S3、将不锈钢纤维放置在螺杆挤出机的挤出机头处，将熔体从挤出机头挤出并包 覆在不锈钢纤维上，通过控制牵引机牵引不锈钢纤维的牵引速度来控制不锈钢纤维和熔体 的质量百分比，使得不锈钢纤维在制得的复合材料中所占质量百分比为15~25%。
[0037] 其中，螺杆挤出机的工作温度为220~240°C。具体地，螺杆挤出机采用双螺杆挤 出机，其一区到九区的温度设置为220~240°C。在步骤S3中，挤出机头处设置有包覆模 具，不锈钢纤维和牵引机分别位于包覆模具两侧，不锈钢纤维受牵引机牵引穿过包覆模具， 熔体从挤出机头处挤出到该包覆模具中并包覆在不锈钢纤维上。
[0038] 螺杆挤出机工作时，其喂料速度和螺杆转速以预设速度值进行，从而熔体以一定 流出速度从挤出机头挤出，不锈钢纤维所占质量百分比主要通过控制牵引速度来控制。牵 引速度由牵引机实现；其中，牵引机牵引已经包覆上熔体的不锈钢纤维，通过牵引快慢控制 熔体在不锈钢纤