[发明专利]高强度碳纤维增强无卤阻燃PA6复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尼龙复合材料，尤其是涉及本发明涉及一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA6复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺具有很好的机械强度和刚度，耐磨损特性好等优点被广泛用于汽车部件，机械部件，电子电气领域等，是五大工程塑料用量之首，在很多应用上代替传统的金属材料。单纯的尼龙加纤材料阻燃等级为HB级，需对其进行阻燃改性而应用到阻燃要求的领域，传统的溴锑体系阻燃效率高，性能保持率好，但易形成二次污染而逐渐被淘汰。现代人类环保理念越来越强，无卤阻燃剂是大势所趋。红磷增强尼龙虽然阻燃效率好但可能因阻燃剂析出造成制件腐蚀破坏的风险，国外的无卤阻燃剂综合性能好但价格过高，限制了其使用。

尼龙材料抗静电改性方面，添加低分子量抗静电剂是最常见的抗静电措施，这种改性材料主要是利用抗静电剂在材料表面吸附的水分降低表面电阻率，因此耐久性差，不耐洗，对环境湿度的依赖性大，国外有学者在含有醚键的聚合物内复合一定分量的金属盐溶胶，金属离子和聚醚嵌段物的醚键配合，在其内部形成离子导电网络，提高导电率，增强聚合物的导电能力，这两种方法对材料的耐热温度和表面特性都有不同程度下降，不适用与增强增强材料。而经炭黑、金属填料改性的聚合物，虽能获得比较好的永久性抗静电性能，但往往添加量大，性能破坏大且加工困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA6复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

第一方面，本发明涉及一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA6复合材料，所述复合材料由以下重量百分含量的各组分组成：

PA6                 47.1～64.1%，

无卤阻燃剂          15～20%，

膨胀型协效剂        3～5%，

碳纤维              10～30%，

接枝型增韧改性剂    2～4%，

偶联剂              0.3%，

抗氧剂              0.4%，

润滑分散剂          0.2～0.5%。

优选地，所述PA6为普通注塑级树脂，PA6的树脂粘度为2.2～3.0Pa·s。

优选地，所述无卤阻燃剂为氮磷系复配型阻燃剂，其中：以氮磷系复配型阻燃剂质量含量为100%计，磷≥30%，氮≥5%。

优选地，所述氮磷系复配型阻燃剂为次磷酸盐与膨胀型磷氮系阻燃剂复配。

优选地，所述次磷酸盐为二乙基次磷酸盐、乙基次磷酸盐、乙基丁基次磷酸盐的一种或几种的混合物。

优选地，所述膨胀型磷氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、磷酸铵、磷腈、三嗪衍生物的一种或几种的混合。

优选地，所述膨胀型协效剂为膨胀石墨。

优选地，所述膨胀石墨为鳞片石墨。

优选地，所述鳞片石墨制备方法具体为：石墨经酸化脱硫处理得到的，其中：鳞片石墨为50～300目，粒径为1～38μm，膨胀系数为100～1000倍。

优选地，所述碳纤维为改性短切碳纤维，其长度为4～7mm。

优选地，所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维，其拉伸强度＞500kg/mm²，拉伸模量＞250G·Pa。

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1098按质量比1：1复配的混合物。

优选地，所述接枝型增韧改性剂为乙烯与辛烯接枝共聚物。

优选地，所述偶联剂为硅烷KH550。

优选地，所述润滑分散剂为硅酮。

第二方面，本发明还涉及前述的高强度碳纤维增强无卤阻燃PA6复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）按照以下组分及重量百分比含量备料：

PA6                 47.1～64.1%，

无卤阻燃剂          15～20%，

膨胀型协效剂        3～5%，

碳纤维              10～30%，

接枝型增韧改性剂    2～4%，

偶联剂              0.3%，

抗氧剂              0.4%，

润滑分散剂          0.2～0.5%；