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阻燃导电尼龙66材料及其制备方法pdf

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     本发明提出了一种阻燃导电尼龙66材料及其制备方法,一种阻燃导电尼龙66材料,按照质量百分...

  

阻燃导电尼龙66材料及其制备方法pdf

  本发明提出了一种阻燃导电尼龙66材料及其制备方法,一种阻燃导电尼龙66材料,按照质量百分数计算,由以下原料制成:尼龙6645-65%;碳纳米管2-8%;纳米蒙脱土2-10%;增韧剂2-10%;抗氧化剂0.2-0.8%;增强纤维10-20%;阻燃剂12-22%;阻燃协效剂3-7%。其制备方法为:1)先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10-20%的尼龙66、1-5%的增韧剂混合均匀,用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒;2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以及余下的尼龙66和增韧剂混合,经双螺杆挤出机中熔融挤出,即可。其不仅具有优异的导电性能,而且阻燃性能以及其他力学性能得到较大提高。

  1.一种阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,按照质量百分数计算,由以下原料制成: 2.根据权利要求1所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述增强纤维为短切无碱玻璃纤维。 3.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述尼龙66材料为粘度范围在2.5-3.2之间的聚酰胺树脂。 4.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述碳纳米管为多壁碳纳米管,外径为10-12nm,长度为10-12μm,纯度大于95%。 5.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述纳米蒙脱土粒径约为60-100nm。 6.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述增韧剂为接枝率为大于等于0.9%的聚丙烯接枝马来酸酐或接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐。 7.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述阻燃剂选自十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化聚苯乙烯或溴化环氧树脂中的一种或几种。 8.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述阻燃协效剂选自三氧化二锑、硼酸锌或氧化锌的一种或几种。 9.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料,其特征在于,所述抗氧剂为N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。 10.如权利要求1至9任意一项所述的阻燃导电尼龙66材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10-20%的尼龙66、1-5%的增韧剂混合均匀,用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒;2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以及余下的尼龙66和增韧剂混合,经双螺杆挤出机中熔融挤出,即可。

  本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种阻燃导电尼龙66材料及其 制备方法。

  碳纳米管(CarbonNanotubes,简称CNTs)是1991年被日本NEC公司 的饭岛(Iijima)发现的一种新型碳结构,是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的 管体。碳纳米管分为单壁碳纳米管(Single-WalledCarbonNanotubes)和多壁碳 纳米管(Multi-WalledCarbonNanotubes)。因其具有优异的电、磁、光、热等性 能,所以在聚合物功能复合材料的制备领域有很好的应用前景。碳纳米管的良 好的电性能、磁性能和光性能可以大幅度提高复合材料的导电性能、电磁屏蔽 和光电子发射性能。碳纳米管较强的宽带微波吸收性能使其成为一种有前途的 微波吸收剂,可用作隐身材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料的增强剂。

  尼龙66是一种用途非常广泛的工程塑料,是由己二酸和己二胺为原料通过 缩聚的方法制备的,熔点在240℃-260℃之间。尼龙66材料具有强度高,刚性 好、抗冲击、耐油及化学品、耐磨和自润滑等优点,广泛应用于机械、汽车、 化工、电子电气装置的零部件。但是对于普通的尼龙66氧指数低,表面电阻率高, 不能满足一些行业对阻燃性和导电性的要求。

  目前添加填料的聚合物导电材料中的导电添加剂主要有金属粉、炭黑、石 墨、碳纳米管。虽然向聚合物中添加金属粉、炭黑或石墨也能制备导电聚合物 复合材料,但是由于已经在配方中添加了阻燃剂,材料的力学性能有所下降, 如果再向配方中添加金属粉、炭黑或石墨,由于添加量多,最终导致材料的力 学性能损失严重,没有使用价值;而碳纳米管添加量少,对材料力学性能影响 小,因此,有必要对PA66进行相应的改性以提高其使用性能。

  为解决现有尼龙66在导电及阻燃方面的应用问题,本发明提出一种阻燃导 电尼龙66材料,其不仅具有优异的导电性能,而且阻燃性能以及其他力学性能 得到较大提高。

  进一步,所述碳纳米管为多壁碳纳米管,外径为10-12nm,长度为10-12μm, 纯度大于95%。

  进一步,所述增韧剂为接枝率为大于等于0.9%的聚丙烯接枝马来酸酐或接 枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐。

  进一步,所述阻燃剂选自十溴二苯乙烷、三(溴苯基)三嗪、溴化聚苯乙烯或 溴化环氧树脂中的一种或几种。

  进一步,所述抗氧剂为N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙 酰基)己二胺。

  本发明的另一个目的是提供一种阻燃导电尼龙66材料的制备方法,包括以 下步骤:

  1)先将碳纳米管、纳米蒙脱土与占总质量10-20%的尼龙66、1-5%的增韧 剂混合均匀,用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒;

  2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧化剂、增强纤维以 及余下的尼龙66和增韧剂混合,经双螺杆挤出机中熔融挤出,即可。

  本发明的阻燃导电尼龙66材料采用碳纳米管作为导电材料,提高了尼龙66 材料的导电性,为了进一步增强尼龙66与碳纳米管的融合问题,我们采用增强 纤维作为增韧剂的补充,一方面提高了尼龙66材料的力学性能,另一方面他们 之间更好的融合,进一步发挥出碳纳米管的导电性能。加入阻燃剂,并且对阻 燃剂含量进行筛选,得到具有较好阻燃性能的尼龙66材料。

  1)先将8kg多壁碳纳米管、4kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、2kg接枝率为 大于等于0.9%的聚丙烯接枝马来酸酐混合均匀,用密炼机或双螺杆挤出机制备 母粒;其中,尼龙66材料为粘度为2.5的聚酰胺树脂,多壁碳纳米管外径为 10nm,长度为12μm,纯度为95.6%;

  2)将步骤1)得到的母粒与1.8kg十溴二苯乙烷、5.2kgN,N′-双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、10kg短切无碱玻璃纤维、3kg 三氧化二锑以及54kg尼龙66和2kg接枝率为大于等于0.9%的聚丙烯接枝马来 酸酐混合,经双螺杆挤出机中熔融挤出,即可得到阻燃导电尼龙66材料。

  1)先将2kg多壁碳纳米管、2kg纳米蒙脱土与20kg的尼龙66、1kg接枝率 为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀,用密炼机或双 螺杆挤出机制备母粒;其中,尼龙66材料为粘度为3.2的聚酰胺树脂,多壁碳 纳米管外径为12nm,长度为10μm,纯度为96.4%;

  2)将步骤1)得到的母粒与21.2kg三(溴苯基)三嗪、0.8kgN,N′-双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、10kg短切无碱玻璃纤维、4kg 硼酸锌以及38kg尼龙66和1kg接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物 接枝马来酸酐混合,经双螺杆挤出机中熔融挤出,即可得到造粒料。

  1)先将2kg多壁碳纳米管、2kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、1kg接枝率为 大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀,用密炼机或双螺 杆挤出机制备母粒;

  2)将步骤1)得到的母粒与16kg三(溴苯基)三嗪、0.4kgN,N′-双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、20kg短切无碱玻璃纤维、4.6kg 氧化锌以及43kg尼龙66和1kg接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物 接枝马来酸酐混合,经双螺杆挤出机中熔融挤出,即可得到阻燃导电尼龙66材 料。

  1)先将2kg多壁碳纳米管、3kg纳米蒙脱土与18.2kg尼龙66、5kg接枝率 为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀,用密炼机或双 螺杆挤出机制备母粒;

  2)将步骤1)得到的母粒与12kg溴化环氧树脂、0.8kgN,N′-双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、16kg短切无碱玻璃纤维、7.0kg 三氧化二锑以及36kg尼龙66和5kg接枝率为大于等于0.9%的聚乙烯-辛烯共 聚物接枝马来酸酐混合,经双螺杆挤出机中熔融挤出,即可。

  从表1中可以看出,实施例1-4制备的阻燃导电尼龙66材料不仅阻燃性能 好,导电性能好,而且机械性能强度高。

  以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发 明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发 明的保护范围之内。

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  2、东 李昌浩 (74)专利代理机构 北京联瑞联丰知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11411 代理人 张清彦 (54) 发明名称 阻燃导电尼龙 66 材料及其制备方法 (57) 摘要 本发明提出了一种阻燃导电尼龙 66 材料及 其制备方法, 一种阻燃导电尼龙 66 材料, 按照质 量百分数计算, 由以下原料制成 : 尼龙 6645-65; 碳纳米管 2-8 ; 纳米蒙脱土 2-10 ; 增韧剂 2-10; 抗氧化剂 0.2-0.8; 增强纤维 10-20; 阻燃剂 12-22 ; 阻燃协效剂 3-7。其制备方 法为 : 1) 先将碳纳米管、 纳米蒙脱土与占总质量 10-20的尼龙 66、 。

  3、1-5的增韧剂混合均匀, 用 密炼机或双螺杆挤出机制备母粒 ; 2)将步骤1)得 到的母粒与阻燃剂、 阻燃协效剂、 抗氧化剂、 增强 纤维以及余下的尼龙 66 和增韧剂混合, 经双螺杆 挤出机中熔融挤出, 即可。 其不仅具有优异的导电 性能, 而且阻燃性能以及其他力学性能得到较大 提高。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 CN 105602245 A 2016.05.25 CN 105602245 A 1.一种阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 按照质量百分数计算, 由以下原料制成: 2.根据权利要求1所述的阻燃导。

  4、电尼龙66材料, 其特征在于, 所述增强纤维为短切无碱 玻璃纤维。 3.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 所述尼龙66材料为粘 度范围在2.5-3.2之间的聚酰胺树脂。 4.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 所述碳纳米管为多壁 碳纳米管, 外径为10-12nm, 长度为10-12 m, 纯度大于95。 5.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 所述纳米蒙脱土粒径 约为60-100nm。 6.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 所述增韧剂为接枝率 为大于等于0.9的聚丙烯接枝马来酸酐或接枝率。

  5、为大于等于0.9的聚乙烯-辛烯共聚物 接枝马来酸酐。 7.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 所述阻燃剂选自十溴 二苯乙烷、 三(溴苯基)三嗪、 溴化聚苯乙烯或溴化环氧树脂中的一种或几种。 8.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 所述阻燃协效剂选自 三氧化二锑、 硼酸锌或氧化锌的一种或几种。 9.根据权利要求1或2所述的阻燃导电尼龙66材料, 其特征在于, 所述抗氧剂为N, N - 双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。 10.如权利要求1至9任意一项所述的阻燃导电尼龙66材料的制备方法, 其特征在于, 包 括以下步骤。

  6、: 1)先将碳纳米管、 纳米蒙脱土与占总质量10-20的尼龙66、 1-5的增韧剂混合均匀, 用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒; 2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、 阻燃协效剂、 抗氧化剂、 增强纤维以及余下的尼龙66 和增韧剂混合, 经双螺杆挤出机中熔融挤出, 即可。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105602245 A 2 阻燃导电尼龙66材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于高分子材料技术领域, 具体涉及一种阻燃导电尼龙66材料及其制备方 法。 背景技术 0002 碳纳米管(CarbonNanotubes, 简称CNTs)是1991年被日本NEC公司的饭岛 (Iijima)发。

  7、现的一种新型碳结构, 是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的管体。 碳纳米管分 为单壁碳纳米管(Single-WalledCarbonNanotubes)和多壁碳纳米管(Multi-Walled CarbonNanotubes)。 因其具有优异的电、 磁、 光、 热等性能, 所以在聚合物功能复合材料的 制备领域有很好的应用前景。 碳纳米管的良好的电性能、 磁性能和光性能可以大幅度提高 复合材料的导电性能、 电磁屏蔽和光电子发射性能。 碳纳米管较强的宽带微波吸收性能使 其成为一种有前途的微波吸收剂, 可用作隐身材料、 电磁屏蔽材料或暗室吸波材料的增强 剂。 0003 尼龙66是一种用途非常广泛的工程塑。

  8、料, 是由己二酸和己二胺为原料通过缩聚的 方法制备的, 熔点在240-260之间。 尼龙66材料具有强度高, 刚性好、 抗冲击、 耐油及化 学品、 耐磨和自润滑等优点, 广泛应用于机械、 汽车、 化工、 电子电气装置的零部件。 但是对 于普通的尼龙66氧指数低,表面电阻率高, 不能满足一些行业对阻燃性和导电性的要求。 0004 目前添加填料的聚合物导电材料中的导电添加剂主要有金属粉、 炭黑、 石墨、 碳纳 米管。 虽然向聚合物中添加金属粉、 炭黑或石墨也能制备导电聚合物复合材料, 但是由于已 经在配方中添加了阻燃剂, 材料的力学性能有所下降, 如果再向配方中添加金属粉、 炭黑或 石墨, 由于添。

  9、加量多, 最终导致材料的力学性能损失严重, 没有使用价值; 而碳纳米管添加 量少, 对材料力学性能影响小, 因此, 有必要对PA66进行相应的改性以提高其使用性能。 发明内容 0005 为解决现有尼龙66在导电及阻燃方面的应用问题, 本发明提出一种阻燃导电尼龙 66材料, 其不仅具有优异的导电性能, 而且阻燃性能以及其他力学性能得到较大提高。 0006 本发明的技术方案是这样实现的: 0007 一种阻燃导电尼龙66材料, 按照质量百分数计算, 由以下原料制成: 说明书 1/4 页 3 CN 105602245 A 3 0008 0009 进一步, 所述增强纤维为短切无碱玻璃纤维。 0010 进。

  10、一步, 所述尼龙66材料为粘度范围在2.5-3.2之间的聚酰胺树脂。 0011 进一步, 所述碳纳米管为多壁碳纳米管, 外径为10-12nm, 长度为10-12 m, 纯度大 于95。 0012 进一步, 所述纳米蒙脱土粒径约为60-100nm。 0013 进一步, 所述增韧剂为接枝率为大于等于0.9的聚丙烯接枝马来酸酐或接枝率 为大于等于0.9的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐。 0014 进一步, 所述阻燃剂选自十溴二苯乙烷、 三(溴苯基)三嗪、 溴化聚苯乙烯或溴化环 氧树脂中的一种或几种。 0015 进一步, 所述阻燃协效剂选自三氧化二锑、 硼酸锌或氧化锌的一种或几种。 0016 进一步,。

  11、 所述抗氧剂为N, N -双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。 0017 本发明的另一个目的是提供一种阻燃导电尼龙66材料的制备方法, 包括以下步 骤: 0018 1)先将碳纳米管、 纳米蒙脱土与占总质量10-20的尼龙66、 1-5的增韧剂混合 均匀, 用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒; 0019 2)将步骤1)得到的母粒与阻燃剂、 阻燃协效剂、 抗氧化剂、 增强纤维以及余下的尼 龙66和增韧剂混合, 经双螺杆挤出机中熔融挤出, 即可。 0020 本发明有益效果: 0021 本发明的阻燃导电尼龙66材料采用碳纳米管作为导电材料, 提高了尼龙66材料的 导电性, 为了进。

  12、一步增强尼龙66与碳纳米管的融合问题, 我们采用增强纤维作为增韧剂的 补充, 一方面提高了尼龙66材料的力学性能, 另一方面他们之间更好的融合, 进一步发挥出 碳纳米管的导电性能。 加入阻燃剂, 并且对阻燃剂含量进行筛选, 得到具有较好阻燃性能的 尼龙66材料。 具体实施方式 说明书 2/4 页 4 CN 105602245 A 4 0022 实施例1 0023 1)先将8kg多壁碳纳米管、 4kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、 2kg接枝率为大于等于 0.9的聚丙烯接枝马来酸酐混合均匀, 用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒; 其中, 尼龙66 材料为粘度为2.5的聚酰胺树脂, 多壁碳纳米管外径为。

  13、10nm, 长度为12 m, 纯度为95.6; 0024 2)将步骤1)得到的母粒与1.8kg十溴二苯乙烷、 5.2kgN, N -双-(3-(3, 5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、 10kg短切无碱玻璃纤维、 3kg三氧化二锑以及54kg尼龙66 和2kg接枝率为大于等于0.9的聚丙烯接枝马来酸酐混合, 经双螺杆挤出机中熔融挤出, 即可得到阻燃导电尼龙66材料。 0025 实施例2 0026 1)先将2kg多壁碳纳米管、 2kg纳米蒙脱土与20kg的尼龙66、 1kg接枝率为大于等于 0.9的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀, 用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒; 其中, 尼。

  14、龙66材料为粘度为3.2的聚酰胺树脂, 多壁碳纳米管外径为12nm, 长度为10 m, 纯度 为96.4; 0027 2)将步骤1)得到的母粒与21.2kg三(溴苯基)三嗪、 0.8kgN, N -双-(3-(3, 5-二叔 丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、 10kg短切无碱玻璃纤维、 4kg硼酸锌以及38kg尼龙66和 1kg接枝率为大于等于0.9的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合, 经双螺杆挤出机中 熔融挤出, 即可得到造粒料。 0028 实施例3 0029 1)先将2kg多壁碳纳米管、 2kg纳米蒙脱土与10kg尼龙66、 1kg接枝率为大于等于 0.9的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来。

  15、酸酐混合均匀, 用密炼机或双螺杆挤出机制备母粒; 0030 2)将步骤1)得到的母粒与16kg三(溴苯基)三嗪、 0.4kgN, N -双-(3-(3, 5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、 20kg短切无碱玻璃纤维、 4.6kg氧化锌以及43kg尼龙66和 1kg接枝率为大于等于0.9的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合, 经双螺杆挤出机中 熔融挤出, 即可得到阻燃导电尼龙66材料。 0031 实施例4 0032 1)先将2kg多壁碳纳米管、 3kg纳米蒙脱土与18.2kg尼龙66、 5kg接枝率为大于等于 0.9的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合均匀, 用密炼机或双螺杆挤出机制。

  16、备母粒; 0033 2)将步骤1)得到的母粒与12kg溴化环氧树脂、 0.8kgN, N -双-(3-(3, 5-二叔丁基- 4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、 16kg短切无碱玻璃纤维、 7.0kg三氧化二锑以及36kg尼龙66和 5kg接枝率为大于等于0.9的聚乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐混合, 经双螺杆挤出机中 熔融挤出, 即可。 0034 实施例5 0035 将实施例1-4制备得到的阻燃导电尼龙66材料进行性能检测, 结果见表1: 0036 表1阻燃导电尼龙66材料性能 说明书 3/4 页 5 CN 105602245 A 5 0037 0038 从表1中可以看出, 实施例1-4制备的阻燃导电尼龙66材料不仅阻燃性能好, 导电 性能好, 而且机械性能强度高。 0039 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精 神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 105602245 A 6 。Kaiyun入口网址Kaiyun入口网址


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