[发明专利]一种碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚甲醛材料技术领域，且公开了一种碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料的制备方法，将质量比为1000:(10‑35):(2‑7):(1‑6)的聚甲醛树脂、碳纳米管接枝阻燃抗静电剂、抗氧化剂、分散剂混合，得到碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料，碳纳米管具有优良的阻燃和抗静电能力，接枝在碳纳米管上的阻燃抗菌剂共同作用，在聚甲醛基体中形成网络结构，有效避免了碳纳米管的团聚，在聚甲醛基体表面形成的导电层，提高了聚甲醛基体的抗静电能力，在聚甲醛基体燃烧时，表面形成致密的网络状炭层以及不可燃气体稀释了氧气的浓度，具有优良的阻燃效果。

技术领域

本发明涉及聚甲醛材料技术领域，具体为一种碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛（POM）又名缩醛树脂、聚氧化亚甲基、聚缩醛，是一种热塑性的工程塑料，是五大通用工程塑料之一，具有优良的强度和刚度，同时具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和尺寸稳定性，常用来代替某些金属或合金，在汽车工业、家电行业以及精密机械等领域有着广泛的应用。

随着聚甲醛应用领域的扩大，其本身的高绝缘性带来的静电聚集弊端逐步显现出来，聚甲醛本身的电阻率较高（10¹⁵Ω·cm），在使用过程中容易积累静电，当静电荷富集到一定程度时会影响设备的正常使用，同时有可能诱发爆炸、火灾、电击等潜在危害，且由于聚甲醛本身的结晶度高、相容性差的缺点，难以进行抗静电化处理，此外，聚甲醛极易燃烧，在燃烧过程中容易产生熔融滴落的现象，极易导致火势蔓延，存在很大的安全隐患，这些缺陷在很大程度上限制了聚甲醛的应用，为了扩大聚甲醛的应用领域，有必要对聚甲醛进行抗静电和阻燃处理。

中国专利CN103740043B公开了一种阻燃抗静电双功能聚甲醛树脂及其制备方法，通过向聚甲醛中添加红磷阻燃剂、成炭剂、抗静电剂等，熔融共混后得到兼具阻燃和抗静电功能的聚甲醛树脂，但该方法制备得到的聚甲醛树脂中的功能性成分容易分散不均匀，对性能起到很大的影响，同时对力学性能的改善较差。本发明中将碳纳米管作为无机纳米材料，同时通过化学改性的方法，将阻燃剂和抗静电剂接枝到碳纳米管上添加到聚甲醛基体中，能够有效的提高聚甲醛的阻燃性能和抗静电性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料及其制备方法，解决了聚甲醛阻燃效果差且抗静电效果差的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料，包括聚甲醛树脂、碳纳米管接枝阻燃抗静电剂、抗氧化剂、分散剂，其中聚甲醛树脂、碳纳米管接枝阻燃抗静电剂、抗氧化剂、分散剂的质量比为1000：（10-35）：（2-7）：（1-6）。

本发明还公开了一种制备碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料的方法，包括以下步骤制备而成：

步骤一、将碳纳米管分散后，与2-氯甲基-1H-苯并咪唑-5-羧酸、浓硫酸混合，进行反应，得到碳纳米管接枝氯甲基苯并咪唑；

步骤一具体为：将碳纳米管先加入三氯甲烷或者DMF（N，N-二甲基甲酰胺）中，超声分散，再加入2-氯甲基-1H-苯并咪唑-5-羧酸、浓硫酸搅拌混合，混合过程中发生反应，反应后，过滤，使用去离子水和乙醇洗涤，干燥，得到碳纳米管接枝氯甲基苯并咪唑；

步骤二、将碳纳米管接枝氯甲基苯并咪唑加入到异丙醇中，超声分散混合均匀，加入1-（二甲基氨基）-6-甲基庚-3-酮搅拌混合均匀，混合过程中发生反应，反应后，使用乙醇洗涤，离心，干燥，得到碳纳米管接枝阻燃抗静电剂；

步骤三、将聚甲醛树脂、碳纳米管接枝阻燃抗静电剂、抗氧化剂、分散剂混合均匀加入到双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，挤出造粒、冷却，得到碳纳米管接枝阻燃抗静电聚甲醛复合材料。