[发明专利]一种阻燃抗静电尼龙复合材料及其制备

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种综合性能优良的高分子复合材料，尤其涉及一种阻燃抗静电尼龙复合材料及其制备。

(二)背景技术

尼龙的阻燃抗静电研究是高分子材料科学与工程领域的一个重要的研究课题，实现尼龙的阻燃抗静电功能主要途径为基体与阻燃剂以及导电粒子的复合。目前对阻燃抗静电尼龙的研究只是将阻燃剂、抗静电剂与尼龙基体进行简单的共混。这种方法虽能在一定程度上实现尼龙复合体系的阻燃、抗静电功能，但是制得的复合材料存在明显的缺陷：

①体系的抗静电性能低下，并且抗静电性能不具耐久性；

②大量阻燃剂、抗静电剂的加入，使体系的力学性能严重降低，复合材料的使用价值大大降低。

因此，为了解决阻燃抗静电尼龙体系以上的缺陷，本发明采用弹性体、导电填料、无卤阻燃剂与尼龙基体复合，制备出具有高阻燃性、长期抗静电性以及力学性能优越的阻燃抗静电尼龙复合材料。

(三)发明内容

本发明制备了一种高阻燃性、高抗静电性及高力学性的尼龙复合材料，能够大幅提高尼龙材料的阻燃性以及抗静电性，同时力学性能也不受影响，达到较高的物性平衡。

一种阻燃抗静电尼龙复合材料，由下列质量配比的原料组分制成：导电填料4～12％，无卤阻燃剂6～12％，抗氧剂0.2～1％，无机硅酸盐0～4％，余量为尼龙树脂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物；所述尼龙树脂和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物质量配比为1∶0.25～4；

上述技术方案中，以所有原料组分的含量之和为100％计。

本发明所述的尼龙树脂为尼龙6或尼龙66树脂。

本发明所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物其醋酸乙烯含量为15～40％。

本发明所述的导电填料为粒径范围为20～100nm的导电炭黑、导电氧化锌或导电氧化锡。

本发明所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、有机磷酸盐或氢氧化镁。

本发明所述的抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂或受阻酚类抗氧剂。

本发明所述的亚磷酸酯抗氧剂优选三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)；所述的受阻酚类抗氧剂优选四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。

所述无机硅酸盐为凹凸棒、蒙脱土及滑石粉中的至少一种。

本发明提供了一种制备所述阻燃抗静电尼龙复合材料的方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)按重量配比称取原料；

(2)将尼龙树脂于100～110℃干燥3～4小时；

(3)将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与导电填料制成抗静电母粒；

(4)将上述制备原料置于高速混合机内混合10～20min；

(5)将经高速混合机混合后的原料通过双螺杆挤出机，从喂料到机头各区的温度分别为180～270，保持真空装置开启，主机转速250～550rpm，切粒机频率10Hz～40Hz。原料通过双螺杆挤出机熔融共混并冷却切粒，制得阻燃抗静电尼龙复合材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：

(1)本发明中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的使用，实现了导电填料在复合材料中的选择性分布，导电填料在复合材料内形成导电网络结构，实现体系在较低导电填料下的抗静电，且抗静电效果能长久保持。

(2)硅酸盐材料的加入，燃烧时能促进致密炭化层形成，起到了隔热、隔氧及减缓可燃性气体逸出的作用，降低了降解产物的质量损失速率，并且能与无卤阻燃剂形成协同作用，在阻燃剂含量6％时其阻燃水平达到UL94V-0级，有效的增强了尼龙复合材料的阻燃性能。

(3)本发明制备的尼龙复合材料具有良好的阻燃及抗静电性能又兼顾优良的力学性能，形成良好的物性平衡；同时，本方法操作工艺简单，设备投资少，可实现工业化连续生产，生产成本低。

(四)具体实施方式

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案：

实施例1

将纯尼龙6粒料置于鼓风干燥箱中110℃下干燥4小时，然后将其加入注塑机内注塑成标准样条，料筒温度控制在190～260℃。

上述制得的尼龙6试样力学性能测试：拉伸强度58.09MPa，弹性模量640.8MPa，抗弯强度20.31MPa，弯曲模量435.4MPa，冲击强度14.60KJ/m²，体积电阻率6.2×10¹⁴Ohm-cm。

实施例2