[發明專利]一種導電的無鹵阻燃PA6復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210585604.8
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103013105A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 陶國良;張發新;王維
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/04;C08K5/3492;C08K5/523;C08K5/521;B29C47/92;B29C45/78
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技術領域

本發明涉及一種PA6復合材料及其制備方法，尤其是涉及一種導電的無鹵阻燃PA6復合材料及其制備方法。

背景技術

PA6（聚酰胺6或尼龍6）是一種重要的工程塑料，因其具有較好的力學性能、耐磨性、自潤滑性、耐油性、耐沖擊等諸多優良性能，被廣泛應用于汽車、機械、電子、儀表等領域。

隨著世界經濟的發展和使用部門對材料更高更新的要求，以及PA6與其他工程塑料的性能價格比競爭，聚酰胺工程塑料的發展重點主要在于對現有品種的開發，特別是針對PA6的不同用途進行合金化、高性能化、精細化和專用化改性。改性的方法有填充改性、共混改性、共聚改性、納米復合改性等，其中共混改性是最常用的方法之一。

然而，PA6作為有機材料，其可燃性是其明顯的缺點，PA6在火焰中的燃燒速度快，放熱量高，特別是燃燒時產生的大量有焰熔滴，增加了火災傳播的危險；目前關于PA6的阻燃還局限在鹵系阻燃，但鹵系阻燃劑在受熱或燃燒時會生成大量的煙和腐蝕性氣體導致人員死亡；而一些溴系阻燃劑如多溴代聯苯醚，在高溫分解生成多溴代二噁英及多溴代呋喃，上述物質有致癌作用。在此背景下，2003年2月13日歐盟頒布了《RoHS指令》和《WEEE指令》，將鹵素阻燃劑的毒性與環境問題的爭論推向高潮。現有的無鹵阻燃材料阻燃效率不高，因此開發綜合性能優良的無鹵阻燃PA6，對于擴大PA6應用范圍和增加其附加值有著重要和深遠的意義。

PA6體積電阻率在10¹⁴Ω·cm左右是一種絕緣材料，通過在絕緣的高分子材料基體中添加導電性的粉體可制備與導電特性相關的功能性復合材料，這方面國內外有許多相關報告，如在聚烯烴、PA及聚苯乙烯中添加導電炭黑（CB）、石墨或者碳納米管等制備導電性的復合材料，但是其導電填料用量大，分散性差，對PA6性能影響很大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中導電的無鹵阻燃PA6材料阻燃率不高，導電填料用料量大、分散性差的不足，提供一種導電的無鹵阻燃PA6復合材料及其制備方法。

為解決上述技術問題本發明采用的技術方案是：一種導電的無鹵阻燃PA6復合材料及其制備方法，其按重量份數由以下組分組成：

作為優選，上述的PA6樹脂特性粘度為2.4～3.6dl/g。

作為優選，上述的阻燃劑為三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）與間苯二酚雙[二（2,6-二甲苯基）磷酸酯]（RXP）的復配物或者為二乙基磷酸鋁（AlPi）與磷酸三聚氰胺（MPP）的復配物；其中按質量計，MCA與RXP的復配比為2:1～3:1，AlPi與MPP的復配比為2:1～2.5:1。

作為優選，所述的導電填料為經表面活性劑處理過的石墨烯，可以改善石墨烯在PA6中的分散性，其處理方法為：稱取石墨烯質量的3%～6%的硅烷偶聯劑KH570，溶于蒸餾水水中，調節溶液PH至4～5，與石墨烯的水溶液混合，在80～90℃反應條件下，直至石墨烯在溶液中形成明顯分層，抽濾，烘干得到改性的石墨烯；其中所述的石墨烯的水溶液濃度為0.4～0.6g/ml。

作為優選，所述的增韌劑為聚烯烴類接枝不飽和酸或者酸酐，其熔融指數為2～27g/10min，接枝率為0.8～1.2%。

作為優選，所述的增韌劑為POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（POE-g-GMA），HDPE接枝馬來酸酐（HDPE-g-MAH）、POE接枝馬來酸酐(POE-g-GMA)等。

作為優選，所述的抗滴落劑為聚四氟乙烯粉料（PTFE）。

作為優選，所述的抗氧劑為質量比為1:1～2:1的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧劑1010）和N，N’-二（2-萘基）對苯二胺（DNP）的復配體系。

上述的導電的無鹵阻燃PA6復合材料的制備方法，步驟如下：

(1)將PA6在110～120℃溫度下干燥5～6h；增韌劑在50～60℃溫度下干燥4～5h；將其他組分在80℃~100℃溫度下干燥4～5h；

(2)將干燥好的PA6、導電填料、阻燃劑、增韌劑、抗滴落劑及抗氧劑按比例在高速混合機中混合均勻，攪拌10～15min；

(3)將步驟（2）中混勻后的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，經高溫熔融共混擠出、冷卻、風干、造粒，即制得導電的無鹵阻燃PA6復合材料，其中所述的雙螺桿擠出機的加工溫度為190～235℃，喂料機轉速為13～16Hz，主機轉速為9～12Hz。