[發明專利]MC尼龍納米導電復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110186683.0
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102260406A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 張士華;崔崇;陳光;韓萍;程佳平;朱志萍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K9/10;C08K9/06;C08K3/04;C08K7/24;C08K7/06;C08K7/00;C08G69/16
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明涉及一種導電塑料的制備技術，特別是MC尼龍納米導電復合材料及其制備方法。

背景技術

MC尼龍又稱單體澆鑄尼龍，是在常壓下將熔融的己內酰胺單體，經真空脫水后與堿催化劑、活化劑等助劑一起，直接注入一定溫度的模具中聚合成型，該工藝簡單方便、生產效率高，已成為尼龍制品的主要生產方式。純MC尼龍制品重量輕、性能好、耐磨性高、使用壽命長，廣泛應用于礦山機械、管道運輸、冶金化工、紡織、包裝等行業。但是其表面電阻率大，在工業生產和日常生活中往往由于靜電而帶來較大損失和破壞。

導電塑料是將樹脂和導電物質混合，用塑料的加工方式進行加工的功能型高分子材料，導電塑料能夠有效防止聚合物表面產生靜電，因此廣泛應用于半導體、防靜電材料、電磁屏蔽等領域。

目前通過擠出、注射、共混等方法成型尼龍導電復合材料的報道較多。中國專利CN?101407632A公開了“一種導電、抗靜電尼龍”，其以聚酰胺樹脂為基礎原料，通過加入納米無機填充材料、導電炭黑、潤滑劑、表面處理劑和抗氧化劑等組分，雙螺旋擠出成型導電尼龍材料。中國專利CN?101955653A報道一種增強導電尼龍材料及其制備方法，提出利用玻璃纖維在塑料中易加工、易分散的特點，提出一種將玻璃纖維二次附著金屬粉末，再與塑料共混造粒制備熱塑性導電塑料。中國專利CN?1900162A報道聚酰胺/石墨納米導電復合材料及其制備方法，將膨脹石墨、聚酰胺和輔料混合均勻后熔融共混而得到復合材料。中國專利CN?10565542A公開了導電MC尼龍材料及其制備方法，由于導電材料僅僅是簡單混合在基體中，使得復合材料導電性能的改進非常有限，而通過導電填料表面改性來制備MC尼龍納米導電復合材料的報道尚未可見。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種MC尼龍納米導電復合材料及其制備方法，該材料可廣泛應用于化工、電力、機械、建筑、交通運輸等行業。。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種MC尼龍納米導電復合材料，化學組分及含量為：MC尼龍(85%~100%)、導電填料(0%~15%)，所述百分數為重量百分比。所述導電填料為天然鱗片石墨、膨脹石墨、導電炭黑、碳纖維、碳納米管中的一種或兩種及以上的混合，該導電填料用改性劑處理，改性劑用量為導電填料的0-10%（體積百分比）。所述改性劑為γ-丙基三甲氧基硅烷偶聯劑、γ-丙基甲基二甲氧基硅烷偶聯劑、γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯劑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯劑、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、有機酸鉻合物中的一種或兩種及以上的混合。

一種制備MC尼龍納米導電復合材料的方法，包括以下步驟：

步驟1、將無水乙醇和蒸餾水混合，加入0-10%（體積百分比）改性劑混合均勻，再加入導電填料磁力攪拌30-60min，超聲處理3-5次，每次30-50min，間隔5-15min，升溫至60-100℃進行改性，經抽濾、洗滌，真空干燥得到改性處理導電填料以備用；所述改性劑為γ-丙基三甲氧基硅烷偶聯劑、γ-丙基甲基二甲氧基硅烷偶聯劑、γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯劑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯劑、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、有機酸鉻合物中的一種或兩種及以上的混合；所述導電填料為天然鱗片石墨、膨脹石墨、導電炭黑、碳纖維、碳納米管中的一種或兩種及以上的混合。

步驟2、將己內酰胺單體加熱融化后，加入步驟1中真空干燥的改性處理導電填料，磁力攪拌，超聲分散30-60min，再繼續對混合物抽真空脫水，保持溫度120~140℃，真空度為10^-1～10^-3Pa，30-60min后加入催化劑，繼續加熱抽真空，沸騰30-60min后加入助催化劑；

步驟3、將活性料澆鑄靜態模具或離心成型機（轉速600～1500r/min），控制聚合溫度150~200℃，保溫10-30min后隨爐冷卻，40-60℃脫模，再經沸水處理或140～170℃油處理，即得到MC尼龍納米導電復合材料。