本发明专利技术公开了一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料及其制备方法，采用的原料包括如下重量份数的组分：120～150份聚酰胺6、25～35份无卤阻燃剂、10～14份导电改性剂、5～10份增韧剂、1.5～2.0份相容剂和0.2～0.4份抗氧化剂，得到的聚酰胺6复合材料不仅具有优异的导电性能、阻燃性能，而且仍然能够保持优异的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐油性、耐冲击性等。
A conductive and flame retardant polyamide 6 composite and its preparation
【技术实现步骤摘要】
一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子复合材料
，更具体的说是涉及一种导电、阻燃的尼龙6复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺(PA)是一种工程塑料，其品种繁多，包括PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等。其中，PA6(聚酰胺6或尼龙6)因具有较好的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐油性、耐冲击等，被广泛应用于汽车、机械、电子、仪表等领域。但是，随着社会的不断发展，现有PA6复合材料在导电性能和阻燃性能方面已经无法满足使用需求，因此需要研发新型的聚酰胺6复合材料。为改善PA6的阻燃性能，需要添加阻燃剂，目前常见的阻燃剂主要分为卤系阻燃剂和无卤阻燃剂，卤系阻燃剂在受热或燃烧时会生成大量的烟和腐蚀性气体导致人员死亡，而且一些溴系阻燃剂如多溴代联苯醚，在高温分解生成多溴代二噁英及多溴代呋喃，具有致癌作用；而无卤阻燃剂实际阻燃效果差，无法达到理想的阻燃效果。并且，PA6体积电阻率在1014Ω·cm左右是一种绝缘材料，为了增加其导电性能，扩大其应用领域，需要进行导电改性；但是目前导电改性大多通过添加导电炭黑(CB)、石墨或者碳纳米管等实现，但是现有的导电填料用量大，分散性差，会严重影响PA6的力学性能等。因此，提供一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料及其制备方法，得到的聚酰胺6复合材料不仅具有优异的导电性能、阻燃性能，而且仍然能够保持优异的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐油性、耐冲击性等。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，采用的原料包括如下重量份数的组分：120～150份聚酰胺6、25～35份无卤阻燃剂、10～14份导电改性剂、5～10份增韧剂、1.5～2.0份相容剂和0.2～0.4份抗氧化剂；所述无卤阻燃剂采用的原料包括如下组分：活性氢氧化镁、微胶囊红磷、三氧化二锑、硼酸锌和氯化石蜡；所述导电改性剂采用的原料包括如下组分：导电云母粉、硼酸铝晶须、导电炭黑、润滑油基础油和硅烷偶联剂。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术中采用无卤阻燃剂对聚酰胺6基体材料进行改性，该无卤阻燃剂配合其他助剂能够发挥优异的阻燃性能，并且具有优异的耐久性，长期使用阻燃效果不会发生明显降低；采用组合的导电改性剂，原料之间相互配合发挥增效作用，从而可以明显降低导电改性剂的使用量，通过原料之间相互作用能够明显改善其分散性，保证制备得到的聚酰胺6复合材料具有优异的力学性能；并且配合增韧剂、相容剂和抗氧化剂，能够提高聚酰胺6复合材料的物理机械性能以及抗氧化性等。优选的，所述无卤阻燃剂采用的原料包括如下重量份的组分：100份活性氢氧化镁、10～20份微胶囊红磷、5～15份三氧化二锑、5～15份硼酸锌和4～10份氯化石蜡。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术中通过活性氢氧化镁、微胶囊红磷、三氧化二锑、硼酸锌和氯化石蜡相互配合，发挥增效作用，从而与PA6等相互配合，提高复合材料的阻燃性能，降低原料成本，避免危害人体和环境。优选的，所述导电改性剂采用的原料包括如下重量份的组分：42～48份导电云母粉、6～8份硼酸铝晶须、25～28份导电炭黑、0.5～1.0份润滑油基础油和0.8～1.6份硅烷偶联剂。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术中通过导电云母粉、硼酸铝晶须、导电炭黑、润滑油基础油和硅烷偶联剂相互配合制备得到一种导电改性剂，能够明显提高PA6的导电效果，原料之间配合发挥增效作用，从而可以降低导电填料的用量，并且具有优异的分散性能，从而降低对PA6力学性能的影响。优选的，所述增韧剂包括马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯丙烯共聚物中的一种或多种组合。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术提供的增韧剂与相容剂相互配合，能够促进原料之间相互混合作用，提高复合材料的力学性能。优选的，所述相容剂包括马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物、马来酸酐接枝热塑性弹性体、三元乙丙橡胶中的一种或多种组合。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术中利用马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝热塑性弹性体(TPE-g-MAH)、三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)相互配合，改善相容性，从而提高复合材料的力学性能。优选的，所述氧化剂包括金属钛粉、抗氧化剂B215、抗氧化剂B225、抗氧化剂1010、抗氧化剂1076中的一种或多种。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术公开的抗氧化剂与基体树脂、其他填料相互配合，能够显著提高复合材料的抗氧化性能，从而提高其使用寿命。本专利技术还提供了一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：(1)根据上述的复合材料称取各原料，固体原料干燥备用；(2)由导电改性剂原料制备导电改性剂；(3)除导电改性剂以外的原料加入至高速混合机中混合均匀，得到混合物料；(4)将混合物料和导电改性剂加入至双螺杆挤出机中经过熔融共混挤出、冷却、风干、造粒，即制得导电的无卤阻燃PA6复合材料。优选的，步骤(2)具体包括：(a)按照重量份数计算，称取42～48份导电云母粉、6～8份硼酸铝晶须、25～28份导电炭黑、0.5～1.0份润滑油基础油和0.8～1.6份硅烷偶联剂，备用；(b)将导电云母粉与硼酸铝晶须混合均匀后在1000～1200℃真空炉中进行焙烧4～5h，将焙烧产物冷却至15～25℃后，用壳聚糖水溶液对焙烧产物进行分散，过滤，将过滤物进行烘干；(c)将过滤物、导电炭黑、硅烷偶联剂与润滑油基础油在60～70℃条件下搅拌反应65～75min，即可得到导电改性剂。优选的，步骤(1)中所述干燥的真空度为0.05-0.09Mpa，温度为75～85℃，时间为6～7h。优选的，步骤(3)中所述高速混合机的搅拌转速为1000-1500r/min，时间为5～8min。优选的，其特征在于，步骤(4)中所述的双螺杆挤出机由进料口至模头经过的各个加热区的加热温度依次为：T1＝150℃-160℃，T2＝160℃-170℃，T3＝170℃-180℃，T4＝180℃-190℃，T5＝190℃-200℃，T6＝200℃-210℃，T7＝210℃-220℃，T8＝220℃-230℃，T9＝230℃-240℃，T模头＝230℃-240℃喂料机转速为430～800rpm，双螺杆转速在300-600rpm。优选的，步骤(3)所述的制得的导电的无卤阻燃PA6复合材料成型工艺为将所得粒料再经105～115℃干燥6～7h，在注塑机上注塑成标准的拉伸以及冲击样条，注塑温度为240～250℃；在平板硫化仪上将其颗粒压制成板材，热压温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，采用的原料包括如下重量份数的组分：120～150份聚酰胺6、25～35份无卤阻燃剂、10～14份导电改性剂、5～10份增韧剂、1.5～2.0份相容剂和0.2～0.4份抗氧化剂；所述无卤阻燃剂采用的原料包括如下组分：活性氢氧化镁、微胶囊红磷、三氧化二锑、硼酸锌和氯化石蜡；所述导电改性剂采用的原料包括如下组分：导电云母粉、硼酸铝晶须、导电炭黑、润滑油基础油和硅烷偶联剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，采用的原料包括如下重量份数的组分：120～150份聚酰胺6、25～35份无卤阻燃剂、10～14份导电改性剂、5～10份增韧剂、1.5～2.0份相容剂和0.2～0.4份抗氧化剂；所述无卤阻燃剂采用的原料包括如下组分：活性氢氧化镁、微胶囊红磷、三氧化二锑、硼酸锌和氯化石蜡；所述导电改性剂采用的原料包括如下组分：导电云母粉、硼酸铝晶须、导电炭黑、润滑油基础油和硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂采用的原料包括如下重量份的组分：100份活性氢氧化镁、10～20份微胶囊红磷、5～15份三氧化二锑、5～15份硼酸锌和4～10份氯化石蜡。
3.根据权利要求1所述的一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，所述导电改性剂采用的原料包括如下重量份的组分：42～48份导电云母粉、6～8份硼酸铝晶须、25～28份导电炭黑、0.5～1.0份润滑油基础油和0.8～1.6份硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯丙烯共聚物中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，所述相容剂包括马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物、马来酸酐接枝热塑性弹性体、三元乙丙橡胶中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料，其特征在于，所述氧化剂包括金属钛粉、抗氧化剂B215、抗氧化剂B225、抗氧化剂1010、抗氧化剂1076中的一种或多种。
7.一种导电、阻燃的聚酰胺6复合材料的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：屈小汉，罗芳，
申请(专利权)人：深圳市汉森姆新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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