一种环保型阻燃抗静电尼龙复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环保型阻燃抗静电尼龙复合材料及其制备方法，属于复合材料领 域。
【背景技术】
[0002] 尼龙(PA)是一种重要的工程塑料。因其具有坚韧、耐磨、耐油、自润滑等特性，被广 泛用于机械、汽车、仪表等行业。但尼龙具有很高的绝缘电阻和一定的可燃性，在使用过程 中制品会产生静电积聚，从而引起静电放电，造成火灾、爆炸等事故，这大大限制了它在煤 矿、化工设备、纺机配件、电子电器等领域的应用。近年来，解决尼龙的阻燃、抗静电简称"双 抗"问题，在高分子材料领域已引起了人们的高度重视。在尼龙阻燃方面，国内应用比较广 泛的是十溴联苯醚，因其溴含量较高、添加量少、阻燃效果好且成本较低。但是其燃烧时释 放出有害气体及有毒物质DP0(即所谓的二恶英)等对人体有极大的伤害性。近年来，因欧盟 RoHS/WEEE指令的颁布，环保型无卤素阻燃剂发展迅速。无卤阻燃体系应用较广的是红磷和 三聚氰胺盐类，红磷存在着着火点低、易燃、粉尘易爆炸、易吸湿氧化生成酸的同时，放出剧 毒的PH3;三聚氰胺盐类，主要是三聚氰胺脲酸盐和磷酸盐，但是其阻燃效果不佳，添加量大 且不能达到较高的阻燃等级，也只能适用于阻燃要求不高的场合。在抗静电方面，多添加抗 静电剂，但因抗静电剂易析出，导致耐久性差，临界用量大。
【发明内容】
[0003] 基于上述技术问题，本发明提供一种环保型阻燃抗静电尼龙复合材料及其制备方 法。
[0004] 本发明所采用的技术解决方案是：
[0005] -种环保型阻燃抗静电尼龙复合材料，包括以下重量份配比的组分：聚酰胺100 份、导电炭黑5-15份、润滑剂1 -10份、抗氧剂0.1 -1份、阻燃剂10-20份。
[0006] 优选的，上述环保型阻燃抗静电尼龙复合材料还包含有增韧剂，具体是由以下重 量份配比的组分组成：聚酰胺100份、导电炭黑5-15份、润滑剂1-10份、增韧剂0.1-10份、抗 氧剂0.1-1份、阻燃剂10-20份。
[0007] 上述聚酰胺是主链上有酰胺基团一 [NH⑶]一的热塑性树脂，优先选自PA4、PA46、 ?八5、？厶6、？厶7、？厶8、？厶9、？厶11、？厶12、？厶66、？厶610、？厶1010、浇注尼龙(]\〇、芳纶中的一种或多 种混合。
[0008] 上述导电炭黑是具有低电阻性能的炭黑，可赋予制品防静电作用。优先选自导电 槽黑(CC)、导电炉法碳黑(CF)、乙炔碳黑(ACEF)中的一种或多种混合。
[0009] 上述润滑剂是脂肪酰胺类物质，优先选自乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、硬脂酰胺中 的一种或多种混合，或选自乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、硬脂酰胺中的至少一种与石蜡、聚 乙烯蜡中至少一种的混合。
[0010] 上述增韧剂优先选自丙烯酸酯类、苯乙烯类或橡胶类，或丙烯酸酯类、苯乙烯类和 橡胶类中的两类组合。更进一步的，所述丙烯酸酯类增韧剂是指甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯 等单体的共聚物(ACR)，甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物(MBS);苯乙烯 类增韧剂指苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物（SBS)，苯乙烯、丁二烯、丙烯腈三元共 聚物(ABS);橡胶类增韧剂指丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、马来酸酐接枝乙丙橡胶。
[0011]上述抗氧剂优选受阻酚类抗氧剂。更加优选，抗氧剂1〇1〇或抗氧剂2246。
[0012]优选的，上述阻燃剂是十溴二苯乙烷与辅助阻燃剂三氧化二锑或络合锑中的其中 一种混合。十溴二苯乙烷同十溴联苯醚一样具有较高的溴含量及较好的阻燃效率，还具有 良好的热稳定性和光稳定性，不易起霜的优点，其热裂解或燃烧时不产生有毒的多溴代二 苯并二恶烷(PBD0)及多溴代二苯并呋喃(PBDF)，用它阻燃的材料完全符合欧洲关于二噁英 条例的要求，对环境不造成危害。辅助阻燃剂选用与十溴二苯乙烷具有良好协效作用的三 氧化二锑或络合锑。十溴二苯乙烷与辅助阻燃剂的配合比例优选3:1。
[0013] 上述环保型阻燃抗静电尼龙复合材料的制备方法，步骤如下：按上述重量份配比 称取各组分;首先将聚酰胺在80-90°C下干燥10_12h，使其含水率<0.1%;然后将干燥后的 聚酰胺与上述的其它组分混合，再经高速分散机捏合混炼，混炼温度为180°C，混合15min 后，经双螺杆造粒机挤出造粒，即得到产品。
[0014] 也可采用下述步骤制备:按上述重量份配比称取各组分;首先将聚酰胺在80-90°C 下干燥10-12h，使其含水率<0.1 %;然后将干燥后的少量聚酰胺、导电炭黑、抗氧剂、润滑 剂经高速分散机捏合混炼，混炼温度为180°C，混合15min后，经双螺杆造粒机挤出造粒制得 母料;再将母料与剩余聚酰胺、阻燃剂、增韧剂经高速分散机捏合混炼后造粒，即得到产品。 此制备方法更有利于各组分的均匀分散，但工艺较上种方法复杂、能耗高。
[0015] 将上述制得的粒料产品在80-90°C下干燥10_12h后倒入注塑机注射成型，制成标 准样条供性能测试，各项性能均按照国标进行测试。
[0016] 本发明的有益效果是：
[0017] 本发明制得的阻燃抗静电尼龙复合材料的体积电阻率在1〇7~1〇8Ω · !!!之间，阻燃 性能达到UL94 V-1级以上;各种组分符合环保要求，且采用市场上购得的产品，可以广泛的 推广和应用，使用方法简单。本发明可克服现有技术所存在的生产安全性差、毒性和制品使 用寿命短等缺陷，环境友好，且耐久性好，抗静电和阻燃性能优于目前的相关产品，尤其适 合易燃易爆场合使用。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但是，应当理解为，这些实施例和试 验例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
[0019] -种环保型阻燃抗静电尼龙复合材料，由以下重量份的组分组成：聚酰胺100份、 导电炭黑5-15份、润滑剂1 -10份、增韧剂0-10份、抗氧剂0.1 -1份、阻燃剂10-20份。
[0020] 所述聚酰胺是主链上有酰胺基团一 [NHC0]-的热塑性树脂，包括ΡΑ4、ΡΑ46、ΡΑ5、 ΡΑ6、ΡΑ7、ΡΑ8、ΡΑ9、ΡΑ11、ΡΑ12、ΡΑ66、ΡΑ610、ΡΑ1010 中的一种或几种混合物。
[0021] 所述导电炭黑是具有低电阻性能的炭黑，可赋予制品防静电作用。包括导电槽黑 (cc)、导电炉法碳黑(CF)、乙炔碳黑(ACEF)等一种或几种混合物。
[0022] 所述润滑剂是脂肪酰胺类物质，可选用乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、硬脂酰胺的一 种或几种并用。也可与其他润滑剂如石蜡、聚乙烯蜡等并用。
[0023] 所述增韧剂是可选用丙烯酸酯类、苯乙烯类或橡胶类增韧剂一种或几种混合物。
[0024] 更进一步的，所述丙烯酸酯类增韧剂指甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚 物(ACR)，甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物(MBS)中的一种;苯乙烯类增 韧剂指苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物(SBS)，苯乙烯、丁二烯、丙烯腈三元共聚物 (ABS)中的一种;橡胶类增韧剂指丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、马来酸酐接枝乙丙橡胶中 的一种。
[0025]所述抗