本發明屬于高分子材料
技術領域：
，具體涉及一種改性尼龍材料及其制備方法。
背景技術：
：聚酰胺俗稱尼龍(nylon)，英文名稱polyamide(簡稱pa)，是分子主鏈上含有重復酰胺基團-[nhco]-的熱塑性樹脂總稱，包括脂肪族pa，脂肪-芳香族pa和芳香族pa。其中脂肪族pa品種多，產量大，應用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數而定。pa的品種繁多，有pa6、pa66、pa46、pa610、pa612等。綜合性能優良的pa6(尼龍6)是工程塑料發展最早的品種，被譽為劃時代的工程塑料。pa具有優良的耐磨性、抗沖擊性和自潤滑性；但尼龍6與大多數高分子材料一樣都是具有良好的電絕緣性能的電介質，其表面電阻一般在1014～1015ω，導電性遠小于金屬材料，當與其它物質接觸或摩擦后易聚集靜電荷。靜電積累所帶來的負作用是阻礙正常的生產和工作，甚至會引起爆炸及火災。故在煤礦井下、紡織器材、電子電器等行業的特定工作環境或動態運行條件下，要求尼龍6的制品在具有較高的力學性能的同時還呈現抗靜電功能，即表面電阻降至1011～1012ω或體積電阻達到1011ω·cm，以滿足使用的特性需求。但又因為大量阻燃劑、抗靜電劑的加入，使得pa6的力學性能大大降低，而增強pa6又因纖維的“燭芯效應”使其更易燃燒。所以這就需要使得尼龍在抗靜電阻燃的同時又得保證尼龍的力學性能，現有材料不能滿足該要求。技術實現要素：本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種改性尼龍材料及其制備方法，旨在解決現有尼龍材料的力學性能和抗靜電防火性能得不到平衡的技術等問題。為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：本發明一方面提供一種改性尼龍材料，以所述改性尼龍材料的總質量為100％計，所述改性尼龍材料包括如下質量百分含量的成分：本發明另一方面提供一種改性尼龍材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：按照上述改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料；將所述聚酰胺、所述阻燃劑、所述阻燃協效劑、所述抗靜電劑、所述抗氧劑和所述其他助劑混合處理得混合物料；將所述混合物料送入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，并將所述增韌劑送入所述雙螺桿擠出機的側喂料口中，經熔融擠出造粒。本發明提供的改性尼龍材料中，阻燃劑和阻燃協效劑使改性尼龍材料具有阻燃性，增韌劑進一步提高其拉伸強度，而抗靜電劑又使該改性尼龍材料具有抗靜電阻燃性，改性尼龍材料中的各成分和含量之間充分融合，通過協同作用，使該改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時又保證其力學性能，綜合性能達到最優，可適用于ic零部件和一些精密儀器，可廣泛應用于煤礦井、紡織器材、電子電器等行業。本發明提供的改性尼龍材料的制備方法，工藝簡單易行，成本低。最終制得的本發明的改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時又保證其力學性能，綜合性能達到最優。具體實施方式為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。一方面，本發明實施例提供了一種改性尼龍材料，以該改性尼龍材料的總質量為100％計，其包括如下質量百分含量的成分：改性尼龍材料中的各成分和含量之間充分融合，通過協同作用，使該改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時又保證其力學性能，綜合性能達到最優，可適用于ic零部件和一些精密儀器，可廣泛應用于煤礦井、紡織器材、電子電器等行業。具體地，本發明實施例的改性尼龍材料中，聚酰胺的含量為49-64％，具體可以為49％、54％、59％、60％、64％。優選地，聚酰胺為pa6、pa66和pa610中的至少一種。具體地，本發明實施例的改性尼龍材料中，阻燃劑的含量為15-18％，具體可以為15％、16％、17％、18％。阻燃協效劑的含量為5-7％，具體可以為5％、6％、7％。在該含量范圍內的阻燃劑和阻燃協效劑，顯著提高本發明實施例的改性尼龍材料阻燃性能。優選地，該阻燃劑包括磷氮系阻燃劑、氮系阻燃劑和紅磷阻燃劑中的至少一種，本實施例中選紅磷，阻燃協效劑包括為三氧化二銻和硼酸鋅中的至少一種，本實施例中選硼酸鋅。優選的阻燃劑和阻燃協效劑，使本實施例的改性尼龍材料阻燃性能達到最佳。具體地，本發明實施例的改性尼龍材料中，增韌劑的含量為10-13％，具體可以為10％、11％、12％、13％；在該含量范圍內的增韌劑，顯著提高本發明實施例的改性尼龍材料抗拉伸性能。優選地，該增韌劑包括ldpe-g-mah和sebs-g-mah中的至少一種。優選的增韌劑使本實施例的改性尼龍材料抗拉伸性能達到最佳。具體地，本發明實施例的改性尼龍材料中，抗靜電劑的含量為5-20％，具體可以為5％、10％、15％、20％，在該含量范圍內的抗靜電劑，顯著提高本發明實施例的改性尼龍材料的抗靜電阻燃性。優選地，該抗靜電劑為乙炔炭黑。超導電乙炔炭黑的選擇，使改性尼龍材料的抗靜電阻燃性達到最佳。具體地，本發明實施例的改性尼龍材料中，抗氧劑的含量為0.2-0.4％，具體可以為0.2％、0.3％、0.4％；在該含量范圍內的抗氧劑，顯著防止本發明實施例的改性尼龍材料的老化，進一步提高其使用壽命。優選地，該抗氧劑包括抗氧劑1010和抗氧劑168中至少一種。優選的抗氧劑使改性尼龍材料的使用壽命最長。具體地，本發明實施例的改性尼龍材料中，其他助劑的含量為0.1-1％，具體可為0.1％、0.3％、0.5％、1％。優選地，其他助劑包含潤滑劑、穩定劑、著色劑、分散劑中的至少一種。可根據實際需求具體選用何種助劑。另一方面，本發明實施例還提供一種改性尼龍材料的制備方法。該制備方法包括如下步驟：s01：按照上述改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料；s02：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑混合處理得混合物料；s03：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機的側喂料口中，經熔融擠出造粒。本發明提供的改性尼龍材料的制備方法，工藝簡單易行，成本低。最終制得的本發明的改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時又保證其力學性能，綜合性能達到最優。優選地，上述步驟s03中，該雙螺桿擠出機的工藝參數為：一區溫度240℃-280℃，二區溫度250℃-290℃，三區溫度250℃-290℃，四區溫度240℃-280℃，機頭250℃-300℃，停留時間1min-2min，壓力為12mpa-18mpa。該優選的工藝參數制得的改性尼龍材料性能達到最佳。本發明先后進行過多次試驗，現舉一部分試驗結果作為參考對發明進行進一步詳細描述，下面結合具體實施例進行詳細說明。實施例1一種改性尼龍材料，其配方見表1中的實施例1。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s11：按照表1中實施例1的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s12：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進行充分混合15分鐘得混合物料。s13：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機的側喂料口中，經熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機的工藝參數為：螺桿直徑為35mm，螺桿長度與直徑的比例設定為36，擠出溫度分別為一區溫度240℃，二區溫度250℃，三區溫度240℃，四區溫度230℃，機頭溫度245℃，停留時間1-2min，壓力為13mpa。實施例2一種改性尼龍材料，其配方見表1中的實施例2。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s21：按照表1中實施例2的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s22：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進行充分混合15分鐘得混合物料。s23：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機的側喂料口中，經熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機的工藝參數為：螺桿直徑為35mm，螺桿長度與直徑的比例設定為36，擠出溫度分別為一區溫度240℃，二區溫度250℃，三區溫度240℃，四區溫度230℃，機頭溫度245℃，停留時間1-2min，壓力為13mpa。實施例3一種改性尼龍材料，其配方見表1中的實施例3。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s31：按照表1中實施例3的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s32：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進行充分混合15分鐘得混合物料。s33：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機的側喂料口中，經熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機的工藝參數為：螺桿直徑為35mm，螺桿長度與直徑的比例設定為36，擠出溫度分別為一區溫度240℃，二區溫度250℃，三區溫度240℃，四區溫度230℃，機頭溫度245℃，停留時間1-2min，壓力為13mpa。實施例4一種改性尼龍材料，其配方見表1中的實施例4。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s41：按照表1中實施例4的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s42：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進行充分混合15分鐘得混合物料。s43：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機的側喂料口中，經熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機的工藝參數為：螺桿直徑為35mm，螺桿長度與直徑的比例設定為36，擠出溫度分別為一區溫度240℃，二區溫度250℃，三區溫度240℃，四區溫度230℃，機頭溫度245℃，停留時間1-2min，壓力為13mpa。表1性能測試：將按上述實施例1-實施例4完成造粒的粒子材料預先在110℃的鼓風烘箱中干燥3-5小時，然后再將干燥好的粒子材料在注射成形機上進行注射成型制樣，注射成型模溫控制在150℃左右。按照下述方法進行性能測試，所得到的測試結果如表2所示。拉伸強度測試按astmd638進行，試樣尺寸為165×19×3.2mm，拉伸速度為50mm/min；彎曲性能測試按astmd790進行，試樣尺寸為127×12.7×3.2，彎曲速度為20mm/min，跨距為64mm；簡支梁沖擊強度按astmd256進行，試樣尺寸為63.5×12.7×3.2mm,缺口尺寸為試樣厚度的三分之一；阻燃性能按ul94方法進行，樣條厚度大約為3.2mm。綜合力學性能通過測試所得的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲模量以及沖擊強度的數值進行評判；材料的阻燃性能按ul94的標準進行評判。抗靜電效果用電表測試即可。表2測試項目實施例1實施例2實施例3實施例4拉伸強度(mpa)60453525斷裂伸長率(％)70605040彎曲強度(mpa)100704030彎曲模量(mpa)2000150011001000缺口沖擊強度(j/m)14012011090阻燃性(3.2mm)v0v0v0v0導電(ω)1012(不導電)1011108105從表2的數據可知：在實施例1-4中，隨著抗靜電劑的增加，該改性尼龍材料的導電性能也逐漸提高。總體看來，在抗靜電劑15份左右的情況下能達到抗靜電效果，同時該改性尼龍材料物理性能也得到了保留。本實施例提供的改性尼龍材料性能完全達到煤礦井、紡織器材、電子電器等行業，而且材料不含鹵素，在使用過程中不會因其分解而放出有害氣體，對大氣和水等無污染，其成本甚至比含鹵阻燃材料更低，具有廣闊的應用前景。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12