一種導電尼龍組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種導電尼龍組合物及其制備方法，包括尼龍樹脂67～86％，碳納米管1～5％，炭黑2～5％，潤滑劑0.1～1％，抗氧劑0.1～1％，相容增韌劑10～20％，偶聯劑0.3～1％，其制備方法是先將尼龍樹脂、潤滑劑、抗氧劑、相容增韌劑、偶聯劑放入高混合機混合2-5分鐘，接著將混合好的材料由雙螺桿擠出機的主進料口置入擠出機中，同時將碳納米管和炭黑復配由雙螺桿擠出機的側進料口置入擠出機中，最后經過熔融擠出造粒，其整個造粒過程中的溫度應控制在220-280℃，螺桿轉速控制在300-400RPM。本發明通過將碳納米管與炭黑復配作為尼龍樹脂的導電填料，不僅能夠使制得的導電尼龍組合物同時具有優異的導電性能和力學性能，且有利于降低制作成本。
【專利說明】一種導電尼龍組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及尼龍材料領域，具體涉及一種導電尼龍組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 尼龍（聚酰胺）具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥 品性和自潤滑性，且摩擦系數低廣泛應用于汽車、電子電器、航空等領域。但由于一般的尼 龍其體積電阻率較大，屬于絕緣材料，當尼龍制件與其他材料摩擦時會不斷積累靜電吸收 灰層，在一些電子機械中可能會引起短路引起火花導致火災的發生，因此需對尼龍產品進 行改性提高尼龍的導電性來滿足市場的需要。
[0003] 目前國內生產導電尼龍多采用炭黑、石墨、金屬粉、碳納米管作為添加劑來生產具 有導電功能的尼龍，其單一使用碳納米管改性固然導電能力與力學性能都很好，但是材料 成本高，不利于大規模商品化推廣，而炭黑、石墨、金屬粉相對價格便宜，但是要達到較高的 導電效果需要很高的添加比例，從而會使材料的性能大幅度的下降，尤其沖擊強度，而且加 工條件差。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種同時具有優異導電性能和力學性能，且成本 較低的導電尼龍組合物及其制備方法。
[0005] -種導電尼龍組合物，由以下重量百分比的原料制成：
[0006] (1) 尼龍樹脂 67?86%;
[0007] (2) 碳納米管 1?5%; (3 )炭黑 2?5%; (3) 潤滑劑 0.1?1%; (4) 抗氧劑 0·1?1%; (5 )相容增韋刃劑 10?20%; (6 )偶聯劑 0_3?1%。
[0008] 為了取得更好的發明效果，對本發明做進一步的優選：所述的尼龍樹脂為ΡΑ66， 相對粘度為2. 3?3. 2,尼龍水分的重量百分比需控制在0. 15%以下，從而能夠保證添加的 助劑得到更好的分散，使加工的流動性更好，有利于造粒更為順暢，同時能夠很好的避免在 尼龍樹脂中的填料產生抱團的現象，使填料在尼龍樹脂中更為均勻分散。
[0009] 優選的，所述的碳納米管為多壁碳納米管，所述的炭黑為導電炭黑，粒徑為 20-60nm，導電炭黑的吸油值為180ml/100g，通過將多壁碳納米管和導電炭黑復配同時加入 到尼龍樹脂中，不僅能夠使制得的導電尼龍組合物同時具有優異的導電性能和力學性能， 同時有利于降低制作成本。
[0010] 優選的，所述的潤滑劑為硅酮粉，通過將硅酮粉作為制作導電尼龍中的潤滑劑有 利于進一步提高材料的加工流動性，以降低摩擦系數，同時提高填料的分散效果。
[0011] 優選的，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑1 : 1復配組合，通過 將受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑1:1復配加入尼龍樹脂中可提高其加工過程的抗氧 化性能和制出的導電尼龍在使用過程中的抗老化性能。
[0012] 優選的，所述的相容增韌劑為接枝率大于0. 9%的馬來酸酐接枝乙烯和辛烯共聚 物，從而有利于各助劑與尼龍樹脂的相容，同時可以制得的導電尼龍組合物具有更好的韌 性。
[0013] 優選的，所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑，通過在尼龍樹脂中添加硅烷偶聯劑可以獲 得良好的分散性，潤濕性，和偶聯率，同時可防止填充體系粘度增大保持良好的流動性，以 實現高填充。
[0014] 本發明還涉及到上述所述的一種導電尼龍組合物的制備方法，其制備的步驟為： 先將尼龍樹脂、潤滑劑、抗氧劑、相容增韌劑、偶聯劑按一定重量份放入高混合機混合2-5 分鐘后出料，接著將混合好的材料由雙螺桿擠出機的主進料口置入擠出機中，同時將碳納 米管和炭黑進行復配混合由雙螺桿擠出機的側進料口置入擠出機中，最后經過熔融擠出造 粒，其整個造粒過程中的溫度應控制在220-280°C，螺桿轉速控制在300?400RPM。
[0015] 本發明的有益效果在于：本發明通過將多壁碳納米管與導電炭黑復配作為尼龍樹 脂的導電填料，不僅能夠使制得的導電尼龍組合物同時具有優異的導電性能和力學性能， 且有利于降低制作成本。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合本發明的多個實施例進行詳細的闡述，以使本發明的優點和特征能更易 于被本領域的技術人員理解，從而對本發明的保護范圍作出更清晰明確的界定。
[0017] 實施例1
[0018] 采用以下重量配比的原料：
[0019] 尼龍66樹脂（相對粘度為2. 7,重量百分比含水率0· 15% ) 83.4% ；
[0020] 多壁碳納米管（純度大于90) 2% ；
[0021] 導電炭黑（粒徑為粒徑為20μπι，吸油值為180ml/100g) 3% ；
[0022] 硅酮粉 1.0%;
[0023] 抗氧劑（受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配）0· 3% ;
[0024] 相容增韌劑（有接枝率大于0. 9%的馬來酸酐接枝乙烯和辛烯共聚物）10% ;
[0025] 硅烷偶聯劑0.3%;
[0026] 先將上述重量配比好的尼龍66樹脂、硅酮粉、受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配組 成的抗氧劑、相容增韌劑、硅烷偶聯劑放入高混合機混合4分鐘后出料，接著將混合好的材 料由雙螺桿擠出機的主進料口置入擠出機中，同時將多壁碳納米管和導電炭黑進行復配混 合由雙螺桿擠出機的側進料口置入擠出機中，最后經過熔融擠出造粒，其整個造粒過程中 的溫度應控制在260°C，螺桿轉速控制在360RPM。
[0027] 實施例2
[0028] 采用以下重量配比的原料：
[0029] 尼龍66樹脂（相對粘度為2. 7,重量百分比含水率0· 15% ) 93.4% ；
[0030] 多壁碳納米管（純度大于90) 2% ；
[0031] 導電炭黑（粒徑為粒徑為20μπι，吸油值為180ml/100g) 3% ；
[0032] 硅酮粉 1.0%;
[0033] 抗氧劑（受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配）0· 3 % ;
[0034] 相容增韌劑（有接枝率大于0· 9%的馬來酸酐接枝乙烯和辛烯共聚物）0% ;
[0035] 硅烷偶聯劑 0.3%;
[0036] 先將上述重量配比好的尼龍66樹脂、硅酮粉、受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配組 成的抗氧劑、硅烷偶聯劑放入高混合機混合4分鐘后出料，接著將混合好的材料由雙螺桿 擠出機的主進料口置入擠出機中，同時將多壁碳納米管和導電炭黑進行復配混合由雙螺桿 擠出機的側進料口置入擠出機中，最后經過熔融擠出造粒，其造粒過程中的溫度應控制在 260°C，螺桿轉速控制在360RPM。
[0037] 實施例3
[0038] 采用以下重量配比的原料：
[0039] 尼龍66樹脂（相對粘度為2. 7,重量百分比含水率0· 15% ) 78.4% ；
[0040] 多壁碳納米管（純度大于90) 0% ；
[0041] 導電炭黑（粒徑為粒徑為20μπι，吸油值為180ml/100g) 10% ；
[0042] 硅酮粉 1.0%;
[0043] 抗氧劑（受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配）0· 3 % ;
[0044] 相容增韌劑（有接枝率大于0· 9%的馬來酸酐接枝乙烯和辛烯共聚物）10% ;
[0045] 硅烷偶聯劑 0.3%;
[0046] 先將上述重量配比好的尼龍66樹脂、硅酮粉、受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配組 成的抗氧劑、相容增韌劑、硅烷偶聯劑放入高混合機混合4分鐘后出料，接著將混合好的材 料由雙螺桿擠出機的主進料口置入擠出機中，同時將導電炭黑由雙螺桿擠出機的側進料口 置入擠出機中，最后經過熔融擠出造粒，其整個造粒過程中的溫度應控制在260°C，螺桿轉 速控制在360RPM。
[0047] 實施例4
[0048] 采用以下重量配比的原料：
[0049] 尼龍66樹脂（相對粘度為2. 7,重量百分比含水率0· 15% ) 84.4% ；
[0050] 多壁碳納米管（純度大于90) 4% ；
[0051] 導電炭黑（粒徑為粒徑為20μπι，吸油值為180ml/100g) 0% ；
[0052] 硅酮粉 1.0%;
[0053] 抗氧劑（受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配）0· 3% ;
[0054] 相容增韌劑（有接枝率大于0. 9%的馬來酸酐接枝乙烯和辛烯共聚物）10% ;
[0055] 硅烷偶聯劑 0.3%;
[0056] 先將上述重量配比好的尼龍66樹脂、硅酮粉、受阻酚類和亞磷酸酯1 : 1復配組 成的抗氧劑、相容增韌劑、硅烷偶聯劑放入高混合機混合4分鐘后出料，接著將混合好的材 料由雙螺桿擠出機的主進料口置入擠出機中，同時將多壁碳納米管由雙螺桿擠出機的側進 料口置入擠出機中，最后經過熔融擠出造粒，其整個造粒過程中的溫度應控制在260°C，螺 桿轉速控制在360RPM。
[0057] 將實施例1至實施例4中所制得的各導電尼龍組合物分別按標準測定相關性能如 表1
[0058]
【權利要求】
1. 一種導電尼龍組合物，其特征在于，該尼龍組合物由以下重量百分比的原料制成： (1 )尼龍樹脂 67?86%; (2) 碳納米管 1?5%; (3 )炭黑 2?5%; (3) 潤滑劑 0.1?1%; (4) 抗氧劑 0.1?1%; (5 )相容增軔劑 10?20%; (6)偶聯劑 0.3?1%。
2. 根據權利要求1所述的一種導電尼龍組合物，其特征在于，所述的尼龍樹脂為PA6、 PA66、PA612、PA12、PA1010、PPA、PA46、PA6T、PA9T、PA6/66 共聚物的一種或幾種的混合物， 相對粘度為2. 3?3. 2,尼龍水分的重量百分比需控制在0. 15%以下。
3. 根據權利要求1所述的一種導電尼龍組合物，其特征在于，所述的碳納米管為多壁 碳納米管。
4. 根據權利要求1所述的一種導電尼龍組合物，其特征在于，所述的炭黑為導電炭黑， 粒徑為20-60nm，導電炭黑的吸油值為180ml/100g。
5. 根據權利要求1所述的一種導電尼龍組合物，其特征在于，所述的潤滑劑為聚乙烯 蠟、硬脂酸鋅、硅酮粉中的一種或二種組合。
6. 根據權利要求1所述的一種導電尼龍組合物，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚 類抗氧劑、亞磷酸酯抗氧劑中的一種或二種組合。
7. 根據權利要求1所述的一種導電尼龍組合物，其特征在于，所述的相容增韌劑為接 枝率大于〇. 9%的馬來酸酐接枝乙烯和辛烯共聚物。
8. 根據權利要求1所述的一種導電尼龍組合物，其特征在于，所述的偶聯劑為硅烷偶 聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的一種或二種組合。
9. 一種如權利要求1所述的導電尼龍組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 按以下重量百分比的原料進行備料：尼龍樹脂67?86%，碳納米管1?5%，炭黑 2?5%，潤滑劑0. 1?1 %，抗氧劑0. 1?1 %，相容增韌劑10?20%，偶聯劑0. 3?1 %; 2) 按步驟1中的比例將尼龍樹脂、潤滑劑、抗氧劑、相容增韌劑、偶聯劑放入高混合機 混合2-5分鐘后出料； 3) 將由步驟2混合好的材料由雙螺桿擠出機的主進料口置入擠出機中，而將碳納米管 和炭黑進行復配混合由雙螺桿擠出機的側進料口置入擠出機中，經過熔融擠出造粒，其整 個造粒過程中的溫度應控制在220-280°C，螺桿轉速控制在300?400RPM。
【文檔編號】C08L77/06GK104140672SQ201410347760
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】劉志, 馬璐, 宋航 申請人:溫州科力塑業有限公司