阻燃导电尼龙66材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃导电尼龙66材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs )是1991年被日本NEC公司的饭岛 (Iijima)发现的一种新型碳结构，是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的管体。碳纳米管分 为单壁碳纳米管（Single-Walled Carbon Nanotubes)和多壁碳纳米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes)。因其具有优异的电、磁、光、热等性能，所以在聚合物功能复合材料的 制备领域有很好的应用前景。碳纳米管的良好的电性能、磁性能和光性能可以大幅度提高 复合材料的导电性能、电磁屏蔽和光电子发射性能。碳纳米管较强的宽带微波吸收性能使 其成为一种有前途的微波吸收剂，可用作隐身材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料的增强 剂。
[0003] 尼龙66是一种用途非常广泛的工程塑料，是由己二酸和己二胺为原料通过缩聚的 方法制备的，熔点在240°C-260 °C之间。尼龙66材料具有强度高，刚性好、抗冲击、耐油及化 学品、耐磨和自润滑等优点，广泛应用于机械、汽车、化工、电子电气装置的零部件。但是对 于普通的尼龙66氧指数低，表面电阻率高，不能满足一些行业对阻燃性和导电性的要求。
[0004] 目前添加填料的聚合物导电材料中的导电添加剂主要有金属粉、炭黑、石墨、碳纳 米管。虽然向聚合物中添加金属粉、炭黑或石墨也能制备导电聚合物复合材料，但是由于已 经在配方中添加了阻燃剂，材料的力学性能有所下降，如果再向配方中添加金属粉、炭黑或 石墨，由于添加量多，最终导致材料的力学性能损失严重，没有使用价值;而碳纳米管添加 量少，对材料力学性能影响小，因此，有必要对PA66进行相应的改性以提高其使用性能。
【发明内容】
[0005] 为解决现有尼龙66在导电及阻燃方面的应用问题，本发明提出一种阻燃导电尼龙 66材料，其不仅具有优异的导电性能，而且阻燃性能以及其他力学性能得到较大提高。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0007] 一种阻燃导电尼龙66材料，按照质量百分数计算，由以下原料制成： 尼龙 66 45-65%； 碳纳米管 2-8%; 纳米蒙脱土 2-10%； 增韧剂 2-10%;
[0008] 抗氧化剂 0.2-0.8%: 增强纤维 10-20%; 阻燃剂 12-22%； 阻燃协效剂 3-7°/^
[0009] 进一步，所述增强纤维为短切无碱玻璃纤维。
[0010] 进一步，所述尼龙66材料为粘度范围在2.5-3.2之间的聚酰胺树脂。
[0011]进一步，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，外径为l〇_12nm，长度为10-12μπι，纯度大 于 95%。
[0012] 进一步，所述纳米蒙脱土粒径约为60-100nm。
[0013]进一步，所述增韧剂为接枝率为大于等于0.9%的聚丙烯接枝马来酸酐或接枝率 为大于等于〇. 9 %的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐。
[0014]进一步，所述阻燃剂选自十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化聚苯乙烯或溴化环 氧树脂中的一种或几种。
[0015] 进一步，所述阻燃协效剂选自三氧化二锑、硼酸锌或氧化锌的一种或几种。
[0016] 进一步，所述抗氧剂为N，g-双-(3-( 3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。 [0017]本发明的另一个目的是提供一种阻燃导电尼龙66材料的制备方法，包括以下步 骤：
[0018] 1)先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10-20%的尼龙66、1-5%的增韧剂混合 均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；
[0019] 2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以及余下的尼 龙66和增韧剂混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可。
[0020] 本发明有益效果：
[0021] 本发明的阻燃导电尼龙66材料采用碳纳米管作为导电材料，提高了尼龙66材料的 导电性，为了进一步增强尼龙66与碳纳米管的融合问题，我们采用增强纤维作为增韧剂的 补充，一方面提高了尼龙66材料的力学性能，另一方面他们之间更好的融合，进一步发挥出 碳纳米管的导电性能。加入阻燃剂，并且对阻燃剂含量进行筛选，得到具有较好阻燃性能的 尼龙66材料。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] 1)先将8kg多壁碳纳米管、4kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、2kg接枝率为大于等于 0.9%的聚丙烯接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒;其中，尼龙66 材料为粘度为2.5的聚酰胺树脂，多壁碳纳米管外径为10nm，长度为12μπι，纯度为95.6% ; [0024] 2)将步骤1)得到的母粒与1.8kg十溴二苯乙烷、SJkgN，^-双-(3-(3,5-二叔丁 基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺、1 Okg短切无碱玻璃纤维、3kg三氧化二锑以及54kg尼龙66 和2kg接枝率为大于等于0.9%的聚丙烯接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出， 即可得到阻燃导电尼龙66材料。
[0025] 实施例2
[0026] 1)先将2kg多壁碳纳米管、2kg纳米蒙脱土与20kg的尼龙66、lkg接枝率为大于等于 0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒； 其中，尼龙66材料为粘度为3.2的聚酰胺树脂，多壁碳纳米管外径为12nm，长度为ΙΟμπι，纯度 为 96.4%;
[0027] 2)将步骤1)得到的母粒与21.21^三(溴苯基)三嗪、0.81^1^-双-(3-(3,5-二叔 丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺、10kg短切无碱玻璃纤维、4kg硼酸锌以及38kg尼龙66和 lkg接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中 熔融挤出，即可得到造粒料。
[0028] 实施例3
[0029] 1)先将2kg多壁碳纳米管、2kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、lkg接枝率为大于等于 0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；
[0030] 2)将步骤1)得到的母粒与16kg三(溴苯基)三嗪、0.41^，^-双-(3-(3,5-二叔丁 基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺、20kg短切无碱玻璃纤维、4.6kg氧化锌以及43kg尼龙66和 lkg接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中 熔融挤出，即可得到阻燃导电尼龙66材料。
[0031] 实施例4
[0032] 1)先将2kg多壁碳纳米管、3kg纳米蒙脱土与18.2kg尼龙66、5kg接枝率为大于等于 0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒； [0033] 2)将步骤1)得到的母粒与12kg溴化环氧树脂、O.SkgN，^-双-(3-(3，5-二叔丁基- 4-羟基苯基)丙酰基）己二胺、16kg短切无碱玻璃纤维、7.0kg三氧化二铺以及36kg尼龙66和 5kg接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合，经双螺杆挤出机中 恪融挤出，即可。
[0034] 实施例5
[0035]将实施例1-4制备得到的阻燃导电尼龙66材料进行性能检测，结果见表1:
[0036] 表1阻燃导电尼龙66材料性能
[0037]
[0038] 从表1中可以看出，实施例1-4制备的阻燃导电尼龙66材料不仅阻燃性能好，导电 性能好，而且机械性能强度高。
[0039] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，按照质量百分数计算，由以下原料制成： 尼龙 66 45-65%； 碳纳米管 2-8%, 纳米蒙脱土 2-10%； 增韧剂 2-10%: 抗氧化剂 0.2-0.8%； 增强纤维 10-20%; 阻燃剂 12-22%; 阻燃协效剂 3-7%。2. 根据权利要求1所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述增强纤维为短切无碱 玻璃纤维。3. 根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述尼龙66材料为粘 度范围在2.5-3.2之间的聚酰胺树脂。4. 根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述碳纳米管为多壁 碳纳米管，外径为l〇_12nm，长度为1〇-12μηι，纯度大于95%。5. 根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述纳米蒙脱土粒径 约为60-100nm。6. 根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述增韧剂为接枝率 为大于等于〇. 9 %的聚丙烯接枝马来酸酐或接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物 接枝马来酸酐。7. 根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述阻燃剂选自十溴 二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化聚苯乙烯或溴化环氧树脂中的一种或几种。8. 根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述阻燃协效剂选自 三氧化二锑、硼酸锌或氧化锌的一种或几种。9. 根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料，其特征在于，所述抗氧剂为1^_ 双-(3-( 3，5-二叔丁基_4_羟基苯基)丙酰基)己二胺。10. 如权利要求1至9任意一项所述的阻燃导电尼龙66材料的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤： 1) 先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10-20%的尼龙66、1-5%的增韧剂混合均匀， 用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒； 2) 将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以及余下的尼龙66 和增韧剂混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可。
【专利摘要】本发明提出了一种阻燃导电尼龙66材料及其制备方法，一种阻燃导电尼龙66材料，按照质量百分数计算，由以下原料制成：尼龙6645-65％；碳纳米管2-8％；纳米蒙脱土2-10％；增韧剂2-10％；抗氧化剂0.2-0.8％；增强纤维10-20％；阻燃剂12-22％；阻燃协效剂3-7％。其制备方法为：1)先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10-20％的尼龙66、1-5％的增韧剂混合均匀，用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒；2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以及余下的尼龙66和增韧剂混合，经双螺杆挤出机中熔融挤出，即可。其不仅具有优异的导电性能，而且阻燃性能以及其他力学性能得到较大提高。
【IPC分类】C08K3/34, C08L51/06, C08K13/04, C08K7/24, C08J3/22, C08L77/06, C08K7/14, C08K3/22, C08K5/03
【公开号】CN105602245
【申请号】CN201610099452
【发明人】高东, 李昌浩
【申请人】广东思汗新材料有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年2月23日