[發明專利]一種抗靜電導熱尼龍復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410205416.7
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103951974A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 姚大虎;劉任暉;劉成
• 申請（專利權）人: 平頂山華邦工程塑料有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L77/02;C08K13/06;C08K9/02;C08K7/08;C08K7/06;C08K7/24
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術領域

???本發明屬于有機高分子復合材料領域，尤其涉及一種抗靜電導熱尼龍復合材料及其制備方法。

背景技術

??尼龍樹脂是性能優異、用途廣泛的化工原料，由于具有無毒、質輕、耐磨、耐腐蝕及機械性能好等特性，因此廣泛應用于機械、汽車、化工、儀表等工業領域中。尼龍樹脂具有很高的表面電阻，在使用中由于摩擦很容易在表面積累電荷，引起靜電放電，產生電火花而引起火災。人們通常通過添加導電填料的方法來改善聚合物的電性能和導熱性能，但是要賦予尼龍樹脂理想的導電性能和導熱性能需要填充大量的導電填料，這樣會導致復合材料的成型加工性能和力學性能的大幅度下降。近年來如何解決尼龍樹脂的抗靜電和導熱問題在高分子復合材料領域引起了高度關注。

碳纖維具有高比強度、高比模量、耐高溫、導電傳熱以及熱膨脹系數小等優點。因此通過向尼龍樹脂里添加碳纖維可以同時起到導電、導熱和增強的作用。但是在使用碳纖維作為導電填料時，如需使聚合物具有較好的導電性必須使碳纖維之間相互連接，形成導電通路。這樣碳纖維的加入量較大，會大幅度提高成本。

發明內容

?本發明的目的是提供一種抗靜電導熱尼龍復合材料及其制備方法，本發明碳纖維用量少，具有高導電、高導熱性能。

?????為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種抗靜電導熱尼龍復合材料，由以下質量份原料制成：尼龍樹脂50-100份、碳纖維5-30份、膨脹石墨1-10份、高導熱晶須填料5-20、偶聯劑0.5-2份和抗氧劑0.5-5份。

所述抗靜電導熱尼龍復合材料，其原料優選質量份數為：尼龍樹脂70-90份、碳纖維10-20份、膨脹石墨5-10份、高導熱晶須填料10-20、偶聯劑1-2份和抗氧劑0.5-1份。

優選的，所述的高導熱晶須填料制備方法如下：取碳酸鈣晶須、氧化鋅晶須或氧化鋁晶須中任一一種與水混合，然后加入SnCl₄，調節體系的pH值為9-10，在70℃反應60分鐘；過濾后干燥，然后在600-700℃煅燒3-4小時即得所述高導熱晶須填料，碳酸鈣晶須或氧化鋅晶須或氧化鋁晶須、水和SnCl₄的質量配比為10：25-50:1-3.5，所述的pH調節劑為0.1mol/L的氨水或0.1mol/L的氫氧化鈉。

優選的，所述的尼龍樹脂為尼龍6、尼龍66或兩者的混合物。

優選的，所述偶聯劑為硅烷類偶聯劑或鈦酸酯類偶聯劑。

一種抗靜電導熱尼龍復合材料的制備方法，步驟如下：

1）按質量份分別取各原料，將尼龍樹脂、膨脹石墨和高導熱晶須填料分別加熱干燥，然后與偶聯劑和抗氧劑在高速混合機內攪拌均勻后，送入雙螺桿擠出機，然后將碳纖維從雙螺桿擠出機的側喂料口加入雙螺桿擠出機中；

2）將雙螺桿擠出機在真空度不低于0.07MPa，175℃-275℃的條件下將混合物擠出，然后再經拉條、冷卻、切粒和干燥，即得所述抗靜電導熱尼龍復合材料。

本發明在雙螺旋桿擠出機在對尼龍樹脂和碳纖維進行高溫擠壓時，高溫可使尼龍樹脂在膨脹石墨中插層，在尼龍樹脂中形成石墨烯納米片層分散，而石墨烯具有優良的導電性，針狀的高導熱晶須填料在尼龍中分散形成導線，石墨烯起橋連結構，與高導熱晶須填料相互協同，形成具有導熱、導電性能的‘微網絡’；‘微網絡’與碳纖維的分布相互協同，起到很好的導電、導熱效果，可充分降低碳纖維的用量，降低原料的制備成本。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：利用石墨烯的片層結構和精細狀導熱填料的針狀結構，相互協同構成相互連接的‘微網絡’，該‘微觀網絡’與貫穿于復合材料的碳纖維相互連通，形成較好的導電、導熱通路，起到較好的導電、導熱效果，同時降低了碳纖維的用量。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1：

按質量份分別取尼龍66樹脂50份、碳纖維10份、膨脹石墨10份、高導熱晶須填料5份、偶聯劑0.5份和抗氧劑1份；