一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料及其制備方法

一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料及其制備方法。一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，包含如下重量份數的組分：聚酰胺樹脂80~120份；納米石墨10~40份；無鹵阻燃劑20~50份；納米無機填料2-15份；硅烷偶聯劑0.1~3份。本發明采用一次雙螺桿擠出熔融共混的方法，通過添加納米石墨賦予了聚酰胺樹脂的良好的抗靜電效果，加入二乙基次磷酸鹽類阻燃劑實現聚酰胺樹脂的無鹵阻燃，同時加入納米α-磷酸鋯粒子協同增強阻燃。
【專利說明】—種抗靜電無南阻燃尼龍工程塑料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在電子零件制造，傳送等工序為防止靜電擊穿對電子元件造成的損害，需要使用抗靜電的塑料；在汽車制造上，油箱油管為防止靜電引起的自燃火災，其所用塑料零件多需要進行抗靜電處理；此外在電磁屏蔽等方面也大量使用導電塑料。
[0003]尼龍具有良好的耐磨性、耐熱性、耐油性及耐化學藥品性,具有優良的尺寸穩定性及優異的機械強度，廣泛應用于機械、汽車和電子電器領域。純樹脂體積電阻率在IO12歐姆以上，是較好的絕緣材料。目前制備導電抗靜電塑料常用的填料為碳系和金屬系，碳系包括碳黑、石墨和碳纖維等，金屬系主要有鉛、銅、鐵等金屬粉末、片和纖維。金屬粉末含量一般在50%左右時才會使材料電導率達到要求，這必然使復合材料機械性能大幅下降。另外金屬比重較大，對加工設備磨損也大，相比碳系導電填料具有顯著優勢。石墨是一種優質自然資源，其結 構規整，性能獨特，是一種理想的抗靜電材料。近年納米材料和納米技術的發展日趨成熟，而納米材料可以有效改善材料的力學性能、阻燃性能等，基于納米材料在工程塑料中的應用研究越來越受到關注。
[0004]

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料。該尼龍工程塑料具有較好的抗靜電性能、機械性能和阻燃性能。
[0006]本發明的另一個目的是提供上述工程塑料的制備方法。
[0007]本發明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現:
一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，包含如下重量份數的組分:
聚酰胺樹脂80-120份；納米石墨10-40份；無鹵阻燃劑20-50份；納米無機填料2~15份；硅烷偶聯劑0.廣3份。
[0008]進一步的，所述聚酰胺樹脂為ΡΑ6、ΡΑ66中的至少一種。
[0009]進一步的，所述無鹵阻燃劑為二乙基次膦酸鹽類阻燃劑。
[0010]進一步的，所述納米無機填料為納米α -磷酸鋯。
[0011]進一步的，按照重量份數，還包括功能助劑0-5份。
[0012]進一步的，所述功能助劑為抗氧劑、潤滑劑中的至少一種。
[0013]進一步的，所述工程塑料由如下重量份數的組分組成:
聚酰胺樹脂80~120份；納米石墨10~40份；無鹵阻燃劑20~50份；納米磷酸鋯2~15份；硅烷偶聯劑廣3份；抗氧劑0.1~2份；潤滑劑0.1~2份。
[0014]一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料制備方法，包括如下步驟:a)按照所需重量分數的比例稱取各種原料，然后將聚酰胺樹脂在9(T10(TC下干燥8~12h ；
b)將a步驟中干燥后的聚酰胺樹脂加入到高速混合機中，再向混合機中加入硅烷偶聯劑，高速攪拌2~4min ；
c)然后再將納米石墨、無鹵阻燃劑、納米α-磷酸鋯和加工助劑等加入混合機低速攪拌3~5min,使原料混合均勻；
d)將混合均勻后的原料加入到雙螺桿擠出機料斗，在24(T270°C擠出造粒，制得抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，供注塑成型使用
在本發明中，先讓硅烷偶聯劑包覆在聚酰胺樹脂表面，然后再混合加入納米α-磷酸鋯、納米石墨；利用硅烷偶聯劑能夠使得納米α-磷酸鋯、納米石墨更好與聚酰胺樹脂均勻復合。
[0015]本發明具有如下有益效果:
本發明采用一次雙螺桿擠出熔融共混的方法，通過添加納米石墨賦予了聚酰胺樹脂的良好的抗靜電效果，加入二乙基次磷酸鹽類阻燃劑實現聚酰胺樹脂的無鹵阻燃，同時加入納米α-磷酸鋯粒子協同增強阻燃。α-磷酸鋯一種人工合成的具有層狀結構的無機粒子，具有固定的層板結構和較大的比表面積，和較好的熱穩定性；在本發明中其與聚酰胺相容性好，不僅提高了聚酰胺復合材料的機械強度，在燃燒過程中還有助于形成阻隔作用的保護炭層從而起到較好的阻燃作用，可以減少無鹵阻燃劑的添加量，提高了材料的綜合性能。
【具體實施方式】 [0016]下面結合實施例對本發明進行詳細的說明，實施例僅是本發明的優選實施方式，不是對本發明的限定。
[0017]實施例1
將10 kg PA6樹脂在100°C條件下干燥8 h后和0.04 kg硅烷偶聯劑加入混合機高速攪拌2 min ;然后向混合機加入納米石墨3 kg、無鹵阻燃劑4 kg、納米α -磷酸錯0.2 kg和其它助劑0.1 kg，低速攪拌4 min ;然后將混合料加到雙螺桿擠出機主喂料斗中，在溫度240-260°C擠出造粒，制得抗靜電無鹵阻燃尼龍6工程塑料。
[0018]將該塑料通過注塑成型制得標準測試樣條，測試抗靜電特性能、機械性能、熱性能和阻燃性能等。
[0019]實施例2
將11 kg PA66樹脂在10(TC條件下干燥8 h后和0.04 kg硅烷偶聯劑加入混合機高速攪拌2 min ;然后向混合機加入納米石墨1.5 kg、無鹵阻燃劑4 kg、納米α -磷酸錯1.5kg和其它助劑0.1 kg，低速攪拌4 min ;然后將混合料加到雙螺桿擠出機主喂料斗中，在溫度260-280°C擠出造粒，制得抗靜電無鹵阻燃尼龍66工程塑料。
[0020]將該塑料通過注塑成型制得標準測試樣條，測試抗靜電特性能、機械性能、熱性能和阻燃性能等。
[0021]實施例3
將8.5kg PA6樹脂在10(TC條件下干燥8 h后和0.04 kg硅烷偶聯劑加入混合機高速攪拌2 min ;然后向混合機加入納米石墨2.5kg、無鹵阻燃劑3 kg、納米α -磷酸錯I kg和其它助劑0.1 kg，低速攪拌4 min ;然后將混合料加到雙螺桿擠出機主喂料斗中，在溫度240-260°C擠出造粒，制得抗靜電無鹵阻燃尼龍6工程塑料。
[0022]將該塑料通過注塑成型制得標準測試樣條，測試抗靜電特性能、機械性能、熱性能和阻燃性能等。
[0023]對比例I
將10 kg PA6樹脂在100°C條件下干燥8 h后和0.04 kg硅烷偶聯劑加入混合機高速攪拌2 min ;然后向混合機加入納米石墨3 kg、無鹵阻燃劑4 kg和其它助劑0.1 kg,低速攪拌4 min ;然后將混合料加到雙螺桿擠出機主喂料斗中，在溫度240-260°C擠出造粒，制得抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料。
[0024]將該塑料通過注塑成型制得標準測試樣條，測試抗靜電特性能、機械性能、熱性能和阻燃性能等。
[0025]對比例2
將10 kg PA6樹脂在100°C條件下干燥8 h后加入混合機高速攪拌2 min ;然后向混合機加入納米石墨3 kg、無鹵阻燃劑4 kg、納米α-磷酸錯0.2 kg和其它助劑0.1 kg,低速攪拌4 min ;然后將混合料加到雙螺桿擠出機主喂料斗中，在溫度240-260°C擠出造粒，制得抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料。
[0026]將該塑料通過注塑成型制得標準測試樣條，測試抗靜電特性能、機械性能、熱性能和阻燃性能等。
[0027]各項性能測試數據列于表一
【權利要求】
1.一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，其特征在于包含如下重量份數的組分: 聚酰胺樹脂80-120份； 納米石墨10-40份； 無鹵阻燃劑20~50份； 納米無機填料2~15份； 硅烷偶聯劑0.1-3份。
2.根據權利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，其特征在于所述聚酰胺樹脂為ΡΑ6、ΡΑ66中的至少一種。
3.據權利要求1所述的一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，其特征在于所述無鹵阻燃劑為二乙基次膦酸鹽類阻燃劑。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，其特征在于所述納米無機填料為納米α-磷酸鋯。
5.根據權利要求4所述的一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，其特征在于，按照重量份數，還包括功能助劑0-5份。
6.根據權利要求5所述的一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，其特征在于，所述功能助劑為抗氧劑、潤滑劑中的至少一種。
7.根據權利要求6所述的一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，其特征在于由如下重量份數的組分組成: 聚酰胺樹脂80-120份； 納米石墨10-40份； 無鹵阻燃劑20~50份； 納米0-磷酸鋯2~15份； 硅烷偶聯劑1-3份； 抗氧劑0.1-2份； 潤滑劑0.1-2份。
8.—種權利要求7所述的一種抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料制備方法，其特征在于包括如下步驟: a)按照所需重量分數的比例稱取各種原料，然后將聚酰胺樹脂在90-100°C下干燥8~12h ； b)將a步驟中干燥后的聚酰胺樹脂加入到高速混合機中，再向混合機中加入硅烷偶聯劑，高速攪拌2~4min ； c)然后再將納米石墨、無鹵阻燃劑、納米α-磷酸鋯和加工助劑等加入混合機低速攪拌3~5min,使原料混合均勻； d)將混合均勻后的原料加入到雙螺桿擠出機料斗，在240-270°C擠出造粒，制得抗靜電無鹵阻燃尼龍工程塑料，供注塑成型使用。
【文檔編號】C08K3/32GK103980700SQ201410251923
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】冉進成, 劉典典, 官炳榮, 官炳桂 申請人:惠州市華聚塑化科技有限公司