[发明专利]一种增强导电尼龙材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于热塑性导电塑料技术领域，尤其涉及一种添加金属粉末导电的尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的飞速发展，人们对于防止静电危害和防止电磁辐射的要求日益增多。由于塑料橡胶等高分子材料在各行各业中的应用越来越广，在许多应用场合中，对于塑料制品也提出了导电或电磁屏蔽要求，如电子电器工业、半导体工业、矿山机械业，特别还有国防工业。

为了解决这些问题，人们早期采取的是在塑料制品表面涂覆导电涂料或电镀金属层。但这种方法大量使用了具有易挥发的有毒有机溶剂，污染环境。同时塑料表面涂层易脆裂，失去屏蔽导电能力。

目前，导电塑料是继导电涂料之后的新型导电复合材料，广泛应用于导体、防静电材料、导电性塑料等领域，可分为结构型和填充型。结构型导电塑料是高聚物本身或经掺来之后具有导电性的材料，如PPy、PTh、PPV等。而填充型导电材料则是由本身绝缘的塑料和具有导电性的填料共混造粒而来。导电填料一般选用导电炭黑，金属粉末，金属纤维等。这些方法存在加工技术要求苛刻、成本高、制品表面粗糙等缺点，而且导电填料在添加进树脂时，要么不易分散，要么容易被破坏，从而降低导电性能。

中国专利(公开号CN100338130C)公开了一种导电塑料及其加工方法、加工装置，采用金属纤维和热塑性塑料复合，获得较好的抗静电和电磁屏蔽效果，但由于金属纤维成本极高，影响其应用，且表面粗糙；中国专利(公开号CN1760250A)公开了一种EMI导电塑料专用料及其制备方法，采用茂金属聚烯烃及聚烯烃弹性体的混合物与特导电炭黑混合而成，以及电阻率为103Ω·cm，但特导电炭黑添加量大(25～33％)，在螺杆里难以分散均匀，加工工艺苛刻；中国专利(公开号CN101402776A)公开了一种导电塑料及其制备方法，将玻璃纤维分别和炭黑、树脂混合造粒，然后混合均匀，该导电塑料及包括玻璃纤维，又包括导电炭黑，起到增强导电的作用，但玻璃纤维本身不导电，造成炭黑用量增加(＞30％)，加工困难。

CN101955653A公开了一种增强导电尼龙材料及其制备方法，其原料包括按重量计的以下物质：尼龙40～70％，玻璃纤维10～40％，金属粉末10～40％，偶联剂0.1～5％，抗氧剂0.1～5％，硅油0.5～5％。制备得到的尼龙材料虽然具有良好的导电性格，但其不耐高温，无法再高温条件下使用。

发明内容

针对现有技术中的导电尼龙材料耐高温性能差的问题，本申请提出了一种耐高温增强导电尼龙材料及其制备方法，通过在原料中添加脂肪族二胺混合物和亚磷酸，利用二者的协同作用，使尼龙材料在兼具良好导电性能的同时还具有良好的耐高温性能。

本发明的目的有以下技术方案实现，导电尼龙材料由以下原料组成(按重量份计)：

所述脂肪族二胺混合物为1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺的混合物，二者的摩尔比为1:(5～8)，例如1:5、1:6、1:7或1:8等。

尼龙的重量份可为1份、5份、10份、15份、20份、30份或40份等；玻璃纤维的重量份可为10份、20份、30份或40份等；脂肪族二胺混合物的重量份可为20份、22份、25份、27份或30份等；亚磷酸的重量份可为3份、4份、5份、6份或8份等；金属粉末的重量份为5份、6份、7份、8份或10份等；偶联剂的重量份可为0.1份、1份、2份、3份或5份等；抗氧剂的重量份可为0.1份、0.3份或0.5份等，硅油的重量份可为0.1份、1份、2份、3份或5份等。

本申请通过添加脂肪族二胺混合物和亚磷酸，利用二者的协同作用，使尼龙材料在兼具良好导电性能的同时还具有良好的耐高温性能。

其中，所述尼龙为PA6、PA66中的至少一种，其总量为40～70％即可；

所述的玻璃纤维为无碱连续玻璃纤维，单丝直径在8～18μm；

所述的金属粉末为铜粉和铝粉，铜粉的目数在100～800目，铝粉的目数在10～80目；

所述的偶联剂为y-氨丙基三氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或两种的任意比例混合物；

抗氧剂为酚类、五磷酸酯等抗氧剂中方的至少一种，其总量为0.1～0.5％即可。

本发明所述玻璃纤维增强导电尼龙材料的制备方法如下：

步骤1：将玻璃纤维浸润在由按配比称取的偶联剂、硅油、铜粉、脂肪族二胺混合物和亚磷酸配制的混合液中1～4小时，取出，室温干燥6～24小时，混合溶液中。此步骤为第一次将铜粉附着在玻璃纤维表面。