一种纳米导电阻燃功能母粒新材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米阻燃导电功能母粒新材料及其制备方法，包括以下质量份的组份：纳米预分散导电浆组份3

【技术实现步骤摘要】
一种纳米导电阻燃功能母粒新材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料技术应用和高分子新材料
，具体涉及一种纳米导电阻燃功能母粒新材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在多种工业领域，兼具导电与阻燃功能的复合材料应用广泛，大量用于矿井场所设备部件、危险气体输送管道、电磁波屏蔽薄膜、自限温度加热和过载保护部件、压敏导电胶等多种领域。
[0003]相关导电和阻燃双重功能的新材料研专利技术显滞后。专利CN202010536985.5中介绍了一种高阻燃性导电复合材料，采用改性氧化石墨烯作为导电材料，但分散效果较差。文献聚丙烯/石墨复合材料的导电与阻燃性能研究中，采用了以膨胀石墨为填料、聚丙烯为基体的兼具导电与阻燃性能的复合材料，但是总添加量较大，会严重恶化材料机械性能。文献中也有采用预分散剂对阻燃剂进行表面预处理的报道。CN101560313A，公开其配方中含有硅烷和钛酸酯类偶联剂。CN105504519A公开了一种用钛酸酯偶联剂包覆处理的无卤阻燃剂。但是并未公开如何进行表面处理。
[0004]现有聚合物导电阻燃解决方案多数采用的是分别添加阻燃母粒与导电母粒，以求达到功能累加的目的，但是实际生产中存在两种材料协同效果差，甚至出现性能对抗；总添加比例过高，导致聚合物物性恶化、成本上升；在常规设备上加工时容易生产塑化分散不良、工艺批次稳定性差等问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，实现材料的阻燃与导电双重复合功能，本专利技术提出一种高效的纳米导电阻燃功能母粒新材料及其制备方法。
[0006]本专利技术涉及一种纳米阻燃导电功能母粒新材料及其制备方法，包括以下质量份的组份：纳米预分散导电浆组份3
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10份、阻燃剂组份65
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80份、载体组份10
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20份、功能助剂组份5
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10份。同时还涉及一种纳米阻燃导电功能母粒新材料的制备方法，包括纳米预分散导电浆组份制备步骤，熔融改性，磨面切粒成型步骤。本专利技术的目的在于提供一种具有赋予聚合物导电功能和阻燃功能的母粒及其制备方法。
[0007]本专利技术的技术方案：一种纳米阻燃导电功能母粒新材料及其制备方法，包括以下质量份的组份：纳米预分散导电浆组份3
‑
10份、阻燃剂组份65
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75份、载体组份10
‑
20份、功能助剂组份5
‑
10份；所述纳米预分散导电浆组份包括：分散溶剂、稳定剂和导电纳米材料；所述分散溶剂、稳定剂和导电纳米材料组份的质量比为60
‑
80：10
‑
20：2
‑
5。
[0008]优选的，所述分散剂溶液为聚乙二醇和石蜡矿物油的组合物，质量比为20
‑
40：60
‑
80；所述稳定剂为高度支化结构的聚酰胺
‑
胺（PAMAM），其中含有
‑
NH2、
‑
OH、
‑
COOCH3至
少2个以上官能团，能够与偶联剂发生接枝交联反应。
[0009]优选的，所述纳米预分散导电浆组份中的导电纳米材料为单壁碳纳米管，其中纳米材料的粒径为10
‑
50nm。
[0010]优选的，所述导电纳米材料组份占纳米预分散导电浆组份总质量组份的2
‑
5%。
[0011]优选的，所述阻燃剂组份包括但不仅限于卤锑复合体系、磷氮复合体系或镁铝体复合系阻燃剂或其阻燃剂母粒。
[0012]优选的，所述载体组份为聚乙烯、聚丙烯、乙烯辛烯、乙烯醋酸乙烯的一种或多种组合物。
[0013]优选的，所述功能助剂组份包括抗氧剂、润滑剂和偶联剂，质量比为0.3
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0.8：1
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3：1
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2.5；所述抗氧剂剂为亚磷酸酯类抗氧剂；所述润滑剂为聚合蜡、乙撑双硬脂酸酰胺和脂肪酸酯类润滑剂中的一种或其组合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂中的一种或多种组合物。
[0014]一种纳米阻燃导电功能母粒新材料的制备方法，包括以下步骤：（1）分别称取分散溶剂、导电纳米材料；依次投入到带有搅拌器的釜内，混合30
‑
60分钟后投入稳定剂，改质混合10
‑
30分钟，得到纳米预分散导电浆；（2）将阻燃剂组份按照配方比例投入到高速混合机中混合，然后加入功能助剂偶联剂组份完成偶联包覆改质；（3）通过双螺杆挤出机熔融塑化造粒，将步骤（2）处理后的阻燃剂组份与载体、其他功能助剂组份，通过失重称计量喂料；其中纳米预分散导电浆组份通过挤出机中部喂料口中通过计量泵喂料，熔融改性，磨面风冷切粒造粒，得到一种纳米阻燃导电功能母粒新材料。
[0015]优选的，所述步骤（1）在带有温度计、冷凝器、控温装置、变频搅拌装置的反应釜中完成，其中工艺压力温度设置为40
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120℃，混合速度为50
‑
1200r/min分钟。
[0016]优选的，所述步骤（2）中高速混合转速为1500
‑
3000转/分钟；所述低速混合机的转速为60
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200转/分钟；所述步骤（3）物料通过平行双螺杆造粒，挤出温度为165
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205℃，在螺杆中完成熔融改性，采用磨面风冷切粒成型。
[0017]本专利技术的有益效果：1、 本专利技术采用纳米导电材料作为导电剂，通过制备成预分散导电浆料，解决了纳米粉末使用的及其难以分散问题，有效改善纳米导电材料在聚合物中的分散性，利用常规设备加工时能够保持纳米材料的结构优势；2、 本技术制备的预分散纳米导电浆材料具备良好稳定性和相容性，其中支化结构的稳定剂组份能够提高纳米导电材料组份在溶剂中的溶解稳定性和溶解饱和性，支化结构材料含有NH2、
‑
OH、
‑
COOCH3、
‑
COONa的官能团能够与包覆阻燃剂的偶联剂发生接枝交联反应，改善了整体材料的相容性；3、 通过双螺杆挤出机设备，在螺杆中完成化学接枝改性和熔融塑化造粒；4、 利用双螺杆挤出机熔融塑化，通过将阻燃剂偶联活化处理与载体、助剂组份经
失重称计量喂料，将纳米预分散导电浆组份通过挤出机中部喂料口中通过计量泵喂料，完成动态配方组合制备；5、 通过双螺杆设备，在物理混合分散、熔融塑化中完成螺筒化学接枝改性；采用磨面风冷切粒成型，能够有效避免了水解，完成高浓度含量母粒的制备；6、 该技术制备的功能母粒材料与聚合物混合可以直接注塑、挤出、流延、吹膜等方式加工，具有分散均匀、工艺稳定、材料性能优秀、性价比高等优点。
具体实施方式实施例
[0018]实施例1（1）称取分散溶剂聚乙二醇40kg、石蜡油40kg投入到反应釜中，开启高速搅拌，温度为80℃，速度为500r/min，时间为5分钟；然后投入聚酰胺
‑
胺（PBMAMA）支化稳定剂15kg本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米阻燃导电功能母粒新材料及其制备方法，其特征在于，包括以下质量份的组份：纳米预分散导电浆组份3
‑
10份、阻燃剂组份65
‑
75份、载体组份10
‑
20份、功能助剂组份5
‑
10份；所述纳米预分散导电浆组份包括：分散溶剂、稳定剂和导电纳米材料；所述分散溶剂、稳定剂和导电纳米材料组份的质量比为60
‑
80：10
‑
20：2
‑
5。2.根据权利要1所述的一种纳米阻燃导电功能母粒新材料，其特征在于，所述分散剂溶液为聚乙二醇和石蜡矿物油的组合物，质量比为20
‑
40：60
‑
80；所述稳定剂为高度支化结构的聚酰胺
‑
胺（PAMAM），其中含有
‑
NH2、
‑
OH、
‑
COOCH3至少2个以上官能团，能够与偶联剂发生接枝交联反应。3.根据权利要1所述的一种纳米阻燃导电功能母粒新材料，其特征在于，所述纳米预分散导电浆组份中的导电纳米材料为单壁碳纳米管，其中纳米材料的粒径为10
‑
50nm。4.根据权利要3所述的一种纳米阻燃导电功能母粒新材料，其特征在于，所述导电纳米材料组份占纳米预分散导电浆组份总质量组份的2
‑
5%。5.根据权利要1所述的一种纳米阻燃导电功能母粒新材料，其特征在于，所述阻燃剂组份包括但不仅限于卤锑复合体系、磷氮复合体系或镁铝体复合系阻燃剂或其阻燃剂母粒。6.根据权利要1所述的一种纳米阻燃导电功能母粒新材料，其特征在于，所述载体组份为聚乙烯、聚丙烯、乙烯辛烯、乙烯醋酸乙烯的一种或多种组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦波，李宗禹，王兆国，
申请(专利权)人：见喜纳米材料技术研发河南有限公司，
类型：发明
国别省市：