[发明专利]一种导电-抗静电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子新材料领域，尤其涉及一种导电-抗静电复合材料及其制备方法。 

背景技术

尼龙树脂（聚酰胺树脂）是除聚碳酸酯以外，在国内外产量和使用量占第二位的工程塑料。其中，特别是尼龙6和尼龙66树脂，因其具有优异的综合性能，包括力学性能、耐热性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能和自润滑性能，并且因其具有摩擦系数低，易于加工等优点，因此在工业上已经获得极其广泛的应用。 

但近年来工业的发展也对尼龙树脂的导电或抗静电性能提出了越来越多的要求，如尼龙在汽车、电气及电子仪器、办公设备、物流传送设备、工业机械等领域应用中，很多制品要求其应具有良好的抗静电性或导电性能。但由于尼龙树脂本身电阻率较高，一般体积电阻率都在10¹⁴ohm·cm以上，而且在利用传统的导电性介质如炭黑、石墨或碳纤维等碳素系导电填料改善尼龙的导电或抗静电性能时，因这些碳素系导电填料在尼龙树脂基复合材料制备中存在的导电效率低、分散性差等方面的问题比较突出，往往导致在材料制备和应用时产生种种的问题。如，在使用炭黑的条件下，即使其添加量在20重量百分比以上也很难达使制品达到满足的使用效果。而且大量炭黑的添加，常常会对材料的加工性能、物理机械性能和耐热性能造成很多不良影响，包括因炭黑导电效率低需多量添加而易于引致材料拉伸伸长率的下降、流动性能下降等问题，长期以来这些问题一直未能得到很好的解决。 

近年来，以碳纳米管为导电介质制备导电高分子复合材料的技术越来越引起人们的重视。其原因在于与炭黑、石墨或碳纤维相比，碳纳米管可以使高分子基体在实现导电时的逾渗值有较大的降低，而有利于材料的制备和导电性能的改善。但碳纳米管目前工业化量产规模小、成本高，因此，如何在导电抗静电性复合材料制备技术上不断探索，以提高其使用效率，降低材料的成本，对碳纳米管填充型导电复合材料在工业用途上的发展具有重要的意义。 

目前人们在研究或生产中一般所采用的提高碳纳米管使用效率的方法，包括各种对碳纳米管进行极性化处理、对其表面进行特定官能团修饰、采用高分子对其进行化学包覆或物理包覆的方法、或将高分子基体和碳纳米管进行溶液共混的方法、将单体和碳纳米管进行原位聚合的方法等等。这些方法虽然可以在某种程度上提高碳纳米管的使用效率，但因其存在操作步骤复杂、耗费大量溶剂、技术局限性大等问题而不适用于工业化生产。 

发明内容

鉴于此，本发明实施例旨在提供一种导电-抗静电复合材料及其制备方法，将少量碳纳米管加入到尼龙树脂中，使材料具有良好的导电-抗静电性能，从而降低材料制备成本，满足了各种导电-抗静电尼龙树脂使用用途的需要。 

本发明提供了一种导电-抗静电复合材料，包括尼龙树脂和导电填充物，所述尼龙树脂为尼龙6树脂与尼龙66树脂形成的混合物，所述导电填充物包括碳纳米管和/或炭黑，所述碳纳米管和所述炭黑均选择性地分布在所述尼龙6树脂相中，而不分布在尼龙66树脂相中，所述尼龙6树脂、尼龙66树脂以及碳纳米管、炭黑的重量百分比如下： 

尼龙6树脂50~99%， 

尼龙66树脂1.0~50%， 

当所述导电填充物为碳纳米管时，所述碳纳米管占所述尼龙6树脂和尼龙66树脂二者总量的重量百分数为0.5～5.0%， 

当所述导电填充物为炭黑时，所述炭黑占所述尼龙6树脂和尼龙66树脂二者总量的重量百分数为3.0～25.0%， 

当所述导电填充物为碳纳米管和炭黑时，所述碳纳米管占所述尼龙6树脂和尼龙66树脂二者总量的重量百分数为0.05～5.0％，所述炭黑占所述尼龙6树脂和尼龙66树脂二者总量的重量百分数为1.0～25.0%。 

本发明中，尼龙6树脂和尼龙66树脂的合成方法不限，结晶度不限，粘度或分子量不限，端基特征不限。 

优选地，所述碳纳米管选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管。其中，所述碳纳米管的形态不限，长径比不限，制造方法不限，后处理与否不限。当所述导电填充物为碳纳米管时，即单独使用碳纳米管时，碳纳米管占所述尼龙6树脂和尼龙66树脂二者总量的重量百分数为0.5～5.0%。优选地，所述碳纳米管占所述尼龙6树脂和尼龙66树脂二者总量的重量百分数为0.5～4.0%。