一種增強抗靜電尼龍復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增強抗靜電尼龍復合材料及其制備方法，該尼龍復合材料包括如下原料：尼龍、3?己基取代聚噻吩、碳納米管、硬脂酸鋁、聚對苯二甲酸丁二醇酯、苯乙烯?丙烯腈共聚物、乙烯?醋酸乙烯共聚物、白礦油、偶氮二甲酰胺、炭黑、碳酸鈣、羥基磷灰石、粉煤灰、2?呋喃甲醛、三氧化二釓、氧化鐠、聚四氟乙烯、聚丙烯腈基碳纖維、衣康酸。本發(fā)明制備的尼龍復合材料的抗靜電性能優(yōu)異且穩(wěn)定，且拉伸強度和缺口沖擊強度均處于較高水平，綜合性能良好，滿足電子行業(yè)對抗靜電材料的應用要求。
【專利說明】
一種増強抗靜電尼龍復合材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于電子材料技術領域，具體涉及一種增強抗靜電尼龍復合材料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 尼龍是一種用途廣泛且重要的工程塑料，其具有堅韌、耐磨、耐油、自潤滑等特性， 被廣泛用于航天航空、機械制造、汽車工業(yè)、電氣工業(yè)等領域。然而尼龍的絕緣電阻很高，一 般高于10 14Ω，在使用過程中尼龍與其它材料表面接觸或摩擦以后易積累大量靜電荷，易引 起靜電放電，造成火災、爆炸等事故，極大限制了其在煤礦、化工設備、紡機配件、電子電器 等領域的推廣應用。為了消除尼龍自身的靜電危害，通常會添加一些諸如導電炭黑、導電氧 化鋅等抗靜電劑，然而由于大量抗靜電劑的加入往往會削弱尼龍復合材料的力學性能，此 外，所添加的抗靜電劑在長期使用過程中會逐漸析出，無法實現(xiàn)持久的抗靜電性，這些都不 利于尼龍復合材料更廣泛的應用。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是避免上述現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種增強抗靜電尼龍復 合材料及其制備方法。
[0004] 本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)： 一種增強抗靜電尼龍復合材料，按重量份計，包括如下原料:尼龍50-70份、3-己基取代 聚噻吩7-20份、碳納米管3-8份、硬脂酸鋁4-9份、聚對苯二甲酸丁二醇酯2-8份、苯乙烯-丙 烯腈共聚物2-7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1-6份、白礦油3-9份、偶氮二甲酰胺2-7份、炭黑1-6份、碳酸鈣3-8份、羥基磷灰石1-5份、粉煤灰0.5-3份、2-呋喃甲醛1-4份、三氧化二釓0.3-1.5份、氧化鐠0.1-1.1份、聚四氟乙烯3-9份、聚丙烯腈基碳纖維4-10份、衣康酸1.2-3份； 所述尼龍為重量比為2-4:1-1.8:1-3的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物； 所述碳納米管為正焦磷酸和硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ590改性處理的改性碳納米管。
[0005] 進一步的，所述白礦油為7#白礦油或10#白礦油。
[0006] 進一步的，所述尼龍為重量比為2.6:1.3 :1.8的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合 物。
[0007] 進一步的，按重量份計，包括如下原料:尼龍53-67份、3-己基取代聚噻吩9-16份、 碳納米管4-7.2份、硬脂酸鋁4.5-8.3份、聚對苯二甲酸丁二醇酯2.2-6份、苯乙烯-丙烯腈共 聚物3.1-6.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1.8-4.9份、白礦油3.4-7.6份、偶氮二甲酰胺3-5.6 份、炭黑1.3-5.2份、碳酸鈣3.5-6份、羥基磷灰石1.8-4.2份、粉煤灰0.8-2.3份、2-呋喃甲醛 1.4-3.5份、三氧化二釓0.5-1.2份、氧化鐠0.2-0.7份、聚四氟乙烯4-7份、聚丙烯腈基碳纖 維5-9份、衣康酸1.5-2.7份。
[0008] 上述增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟1、按質量份數(shù)稱取各原料，將尼龍進行干燥處理至其含水量低于0.1%; 步驟2、將3-己基取代聚噻吩、聚四氟乙烯、硬脂酸鋁、碳納米管、三氧化二釓、三氧化二 釓、氧化鐠與經干燥處理的尼龍置于高速分散機中，捏合混煉，其混煉溫度為120-150°C，混 煉時間為15_30min，得到混煉料，然后轉移至雙螺桿機擠出機中，熔融擠出造粒，制得母料； 步驟3、將余下原料與上述母料置于高速分散機中捏合混煉均勻，其混煉溫度為130-145°C，混煉時間為15-30min，再投入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，即得。
[0009] 進一步的，在步驟2中，其混煉溫度為125°C，混煉時間為20min。
[0010] 進一步的，在步驟2中，雙螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為160-190°c，螺桿轉 速為 20-50r/min。
[0011] 進一步的，在步驟3中，其混煉溫度為138°C，混煉時間為25min。
[0012] 進一步的，在步驟3中，雙螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為170_190°C，螺桿轉 速為 40_80r/min。
[0013] 進一步的，在步驟2中，雙螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為175°C，螺桿轉速為 36r/mi ;在步驟3中，雙螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為188°C，螺桿轉速為60r/min。
[0014] 由于采用了以上技術方案，本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明制備的尼龍復合材料的初始體積電阻為6.1 X106~1.2 Χ107Ω · m，室溫放置一 年后測試其體積電阻率3.2 X 107~2.5 X ΙΟ8 Ω · m，抗靜電性能優(yōu)異且穩(wěn)定，同時測試結果顯 示該尼龍復合材料的拉伸強度和缺口沖擊強度均處于較高水平，綜合性能良好，滿足電子 行業(yè)對抗靜電材料的應用要求。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明， 但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0016] 實施例1 一種增強抗靜電尼龍復合材料，按重量份計，包括如下原料:尼龍50份、3-己基取代聚 噻吩7份、碳納米管3份、硬脂酸鋁4份、聚對苯二甲酸丁二醇酯2份、苯乙烯-丙烯腈共聚物2 份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1份、白礦油3份、偶氮二甲酰胺2份、炭黑1份、碳酸鈣3份、羥基磷 灰石1份、粉煤灰0.5份、2-呋喃甲醛1份、三氧化二釓0.35份、氧化鐠0.1份、聚四氟乙烯3份、 聚丙烯腈基碳纖維4份、衣康酸1.2份； 所述尼龍為重量比為2:1:1的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物； 所述碳納米管為正焦磷酸和硅烷偶聯(lián)劑KH590改性處理的改性碳納米管。
[0017] 所述白礦油為7#白礦油。
[0018] 上述增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟1、按質量份數(shù)稱取各原料，將尼龍進行干燥處理至其含水量低于0.1%; 步驟2、將3-己基取代聚噻吩、聚四氟乙烯、硬脂酸鋁、碳納米管、三氧化二釓、三氧化二 釓、氧化鐠與經干燥處理的尼龍置于高速分散機中，捏合混煉，其混煉溫度為120°C，混煉時 間為15min，得到混煉料，然后轉移至雙螺桿機擠出機中，恪融擠出造粒，制得母料，其中雙 螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為160°C，螺桿轉速為20r/min; 步驟3、將余下原料與上述母料置于高速分散機中捏合混煉均勻，其混煉溫度為130°C， 混煉時間為15min，再投入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，即得，其中雙螺桿機擠出機的 條件為:擠出溫度為170°c，螺桿轉速為40r/min。
[0019] 實施例2 一種增強抗靜電尼龍復合材料，按重量份計，包括如下原料:尼龍70份、3-己基取代聚 噻吩20份、碳納米管8份、硬脂酸鋁9份、聚對苯二甲酸丁二醇酯8份、苯乙烯-丙烯腈共聚物7 份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6份、白礦油9份、偶氮二甲酰胺7份、炭黑6份、碳酸鈣8份、羥基磷 灰石-5份、粉煤灰3份、2-呋喃甲醛4份、三氧化二釓1.5份、氧化鐠1.1份、聚四氟乙烯9份、聚 丙烯腈基碳纖維1 〇份、衣康酸3份； 所述尼龍為重量比為4:1.8:3的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物； 所述碳納米管為正焦磷酸和硅烷偶聯(lián)劑KH590改性處理的改性碳納米管。
[0020] 所述白礦油為10#白礦油。
[0021] 上述增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟1、按質量份數(shù)稱取各原料，將尼龍進行干燥處理至其含水量低于0.1%; 步驟2、將3-己基取代聚噻吩、聚四氟乙烯、硬脂酸鋁、碳納米管、三氧化二釓、三氧化二 釓、氧化鐠與經干燥處理的尼龍置于高速分散機中，捏合混煉，其混煉溫度為150°C，混煉時 間為30min，得到混煉料，然后轉移至雙螺桿機擠出機中，熔融擠出造粒，制得母料，其中雙 螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為190°C，螺桿轉速為50r/min; 步驟3、將余下原料與上述母料置于高速分散機中捏合混煉均勻，其混煉溫度為145°C， 混煉時間為30min，再投入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，即得，其中雙螺桿機擠出機的 條件為:擠出溫度為190°C，螺桿轉速為80r/min。
[0022] 實施例3 一種增強抗靜電尼龍復合材料，按重量份計，包括如下原料:尼龍60份、3-己基取代聚 噻吩13份、碳納米管5份、硬脂酸鋁6.5份、聚對苯二甲酸丁二醇酯5份、苯乙烯-丙烯腈共聚 物4.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3.5份、白礦油6份、偶氮二甲酰胺4.5份、炭黑3份、碳酸鈣 5.5份、羥基磷灰石3份、粉煤灰1.8份、2-呋喃甲醛2.5份、三氧化二釓0.9份、氧化鐠0.6份、 聚四氟乙烯6份、聚丙烯腈基碳纖維7份、衣康酸2.1份； 所述尼龍為重量比為3:1.4:2的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物； 所述碳納米管為正焦磷酸和硅烷偶聯(lián)劑KH590改性處理的改性碳納米管。
[0023]所述白礦油為7#白礦油。
[0024] 上述增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟1、按質量份數(shù)稱取各原料，將尼龍進行干燥處理至其含水量低于0.1%; 步驟2、將3-己基取代聚噻吩、聚四氟乙烯、硬脂酸鋁、碳納米管、三氧化二釓、三氧化二 釓、氧化鐠與經干燥處理的尼龍置于高速分散機中，捏合混煉，其混煉溫度為135°C，混煉時 間為22min，得到混煉料，然后轉移至雙螺桿機擠出機中，熔融擠出造粒，制得母料，其中雙 螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為175°C，螺桿轉速為35r/min; 步驟3、將余下原料與上述母料置于高速分散機中捏合混煉均勻，其混煉溫度為137°C， 混煉時間為22min，再投入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，即得，其中雙螺桿機擠出機的 條件為:擠出溫度為180 °C，螺桿轉速為60r/min。
[0025] 實施例4 一種增強抗靜電尼龍復合材料，按重量份計，包括如下原料:尼龍53份、3-己基取代聚 噻吩9份、碳納米管4份、硬脂酸鋁4.5份、聚對苯二甲酸丁二醇酯2.2份、苯乙烯-丙烯腈共聚 物3.1份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1.8份、白礦油3.4份、偶氮二甲酰胺3份、炭黑1.3份、碳酸鈣 3.5份、羥基磷灰石1.8份、粉煤灰0.8份、2-呋喃甲醛1.4份、三氧化二釓0.5份、氧化鐠0.2 份、聚四氟乙烯4份、聚丙烯腈基碳纖維5份、衣康酸1.5份； 所述尼龍為重量比為2.6:1.3:1.8的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物； 所述碳納米管為正焦磷酸和硅烷偶聯(lián)劑KH590改性處理的改性碳納米管。
[0026]所述白礦油為10#白礦油。
[0027]上述增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟1、按質量份數(shù)稱取各原料，將尼龍進行干燥處理至其含水量低于0.1%; 步驟2、將3-己基取代聚噻吩、聚四氟乙烯、硬脂酸鋁、碳納米管、三氧化二釓、三氧化二 釓、氧化鐠與經干燥處理的尼龍置于高速分散機中，捏合混煉，其混煉溫度為125°C，混煉時 間為20min，得到混煉料，然后轉移至雙螺桿機擠出機中，熔融擠出造粒，制得母料，其中雙 螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為175°C，螺桿轉速為36r/min; 步驟3、將余下原料與上述母料置于高速分散機中捏合混煉均勻，其混煉溫度為138°C， 混煉時間為25min，再投入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，即得，其中雙螺桿機擠出機的 條件為:擠出溫度為188 °C，螺桿轉速為60r/min。
[0028]進一步的，在步驟2中，其混煉溫度為125°C，混煉時間為20min; 實施例5 一種增強抗靜電尼龍復合材料，按重量份計，包括如下原料:尼龍67份、3-己基取代聚 噻吩16份、碳納米管7.2份、硬脂酸鋁8.3份、聚對苯二甲酸丁二醇酯6份、苯乙烯-丙烯腈共 聚物6.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4.9份、白礦油7.6份、偶氮二甲酰胺5.6份、炭黑5.2份、碳 酸鈣6份、羥基磷灰石4.2份、粉煤灰2.3份、2-呋喃甲醛3.5份、三氧化二釓1.2份、氧化鐠0.7 份、聚四氟乙烯7份、聚丙烯腈基碳纖維9份、衣康酸2.7份； 所述尼龍為重量比為2.6:1.3:1.8的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物； 所述碳納米管為正焦磷酸和硅烷偶聯(lián)劑KH590改性處理的改性碳納米管。
[0029]所述白礦油為7#白礦油。
[0030] 上述增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟1、按質量份數(shù)稱取各原料，將尼龍進行干燥處理至其含水量低于0.1%; 步驟2、將3-己基取代聚噻吩、聚四氟乙烯、硬脂酸鋁、碳納米管、三氧化二釓、三氧化二 釓、氧化鐠與經干燥處理的尼龍置于高速分散機中，捏合混煉，其混煉溫度為140°C，混煉時 間為20min，得到混煉料，然后轉移至雙螺桿機擠出機中，熔融擠出造粒，制得母料，其中雙 螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為178°C，螺桿轉速為40r/min; 步驟3、將余下原料與上述母料置于高速分散機中捏合混煉均勻，其混煉溫度為135°C， 混煉時間為30min，再投入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，即得，其中雙螺桿機擠出機的 條件為:擠出溫度為180°C，螺桿轉速為50r/min。
[0031] 對比例1 本對比例與實施例1基本相同，不同之處在于:不含有氧化鐠、羥基磷灰石和聚丙烯腈 基碳纖維。
[0032] 對比例2 本對比例與實施例1基本相同，不同之處在于:不含有粉煤灰、三氧化二釓和碳酸鈣。
[0033]性能測試 對以上實施例1-5和對比例1、2制備的尼龍復合材料按照行業(yè)標準進行如下性能測試， 其測試結果為：
由以上測試結果可以看出，本發(fā)明制備的尼龍復合材料的初始體積電阻為6.1 X 106~ 1.2Χ107Ω · m，室溫放置一年后測試其體積電阻率3.2X107~2.5Χ108Ω · m，抗靜電性能 優(yōu)異且穩(wěn)定，同時測試結果顯示該尼龍復合材料的拉伸強度和缺口沖擊強度均處于較高水 平，綜合性能良好，滿足電子行業(yè)對抗靜電材料的應用要求。
【主權項】
1. 一種增強抗靜電尼龍復合材料，其特征在于，按重量份計，包括如下原料:尼龍50-70 份、3-己基取代聚噻吩7-20份、碳納米管3-8份、硬脂酸鋁4-9份、聚對苯二甲酸丁二醇酯2-8 份、苯乙烯-丙烯腈共聚物2-7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1-6份、白礦油3-9份、偶氮二甲酰胺 2-7份、炭黑1-6份、碳酸鈣3-8份、羥基磷灰石1-5份、粉煤灰0.5-3份、2-呋喃甲醛1-4份、三 氧化二釓0.3-1.5份、氧化鐠0.1-1.1份、聚四氟乙烯3-9份、聚丙烯腈基碳纖維4-10份、衣康 酸1.2-3份； 所述尼龍為重量比為2-4:1-1.8:1-3的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物； 所述碳納米管為正焦磷酸和硅烷偶聯(lián)劑KH590改性處理的改性碳納米管。2. 根據權利要求1所述的增強抗靜電尼龍復合材料，其特征在于，所述白礦油為7#白礦 油或10#白礦油。3. 根據權利要求1或2所述的增強抗靜電尼龍復合材料，其特征在于，所述尼龍為重量 比為2.6:1.3:1.8的尼龍6、尼龍66和尼龍1010的混合物。4. 根據權利要求3所述的增強抗靜電尼龍復合材料，其特征在于，按重量份計，包括如 下原料:尼龍53-67份、3-己基取代聚噻吩9-16份、碳納米管4-7.2份、硬脂酸鋁4.5-8.3份、 聚對苯二甲酸丁二醇酯2.2-6份、苯乙烯-丙烯腈共聚物3.1-6.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物 1.8-4.9份、白礦油3.4-7.6份、偶氮二甲酰胺3-5.6份、炭黑1.3-5.2份、碳酸鈣3.5-6份、羥 基磷灰石1.8-4.2份、粉煤灰0.8-2.3份、2-呋喃甲醛1.4-3.5份、三氧化二釓0.5-1.2份、氧 化鐠0.2-0.7份、聚四氟乙烯4-7份、聚丙烯腈基碳纖維5-9份、衣康酸1.5-2.7份。5. 根據權利要求1至4任意一項所述的增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： 步驟1、按質量份數(shù)稱取各原料，將尼龍進行干燥處理至其含水量低于〇. 1%; 步驟2、將3-己基取代聚噻吩、聚四氟乙烯、硬脂酸鋁、碳納米管、三氧化二釓、三氧化二 釓、氧化鐠與經干燥處理的尼龍置于高速分散機中，捏合混煉，其混煉溫度為120-150°C，混 煉時間為15_30min，得到混煉料，然后轉移至雙螺桿機擠出機中，熔融擠出造粒，制得母料； 步驟3、將余下原料與上述母料置于高速分散機中捏合混煉均勻，其混煉溫度為130-145°C，混煉時間為15-30min，再投入到雙螺桿擠出機中，熔融擠出造粒，即得。6. 根據權利要求5所述的增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟2 中，其混煉溫度為125°C，混煉時間為20min。7. 根據權利要求5或6所述的增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，在步 驟2中，雙螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為160-190°C，螺桿轉速為20-50r/min。8. 根據權利要求5所述的增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟3 中，其混煉溫度為138°C，混煉時間為25min。9. 根據權利要求5或8所述的增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，在步 驟3中，雙螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為170-190°C，螺桿轉速為40-80r/min。10. 根據權利要求5所述的增強抗靜電尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟2 中，雙螺桿機擠出機的條件為:擠出溫度為175°C，螺桿轉速為36r/min;在步驟3中，雙螺桿 機擠出機的條件為:擠出溫度為188°C，螺桿轉速為60r/min。
【文檔編號】C08K3/04GK105968800SQ201610589824
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月26日
【發(fā)明人】潘明華
【申請人】潘明華