[發明專利]抗靜電聚酰胺復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611199789.3
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108219131A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 楊桂生;趙冬云;嚴莉莉
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08G69/28
• 分類號: C08G69/28;C08G69/26;C08K3/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松;孔翰

本發明提供了一種抗靜電聚酰胺復合材料及其制備方法，抗靜電聚酰胺復合材料的生產原料包括：20‐80份脂肪族二元酸、20‐80份脂肪族二元胺、5‐100份納米級石墨烯水溶液、0.1‐0.4份封端劑、0.01‐0.06份催化劑和30‐160份去離子水。本發明制備的產品具有較好的熱學性能、力學性能和良好的抗靜電性能，極大地拓寬了所制產品加工和使用溫度的范圍，滿足了多種環境溫度的使用要求；另外，人們還可根據實際應用中的抗靜電要求，靈活調整所制產品中的納米級石墨烯含量，以滿足實際應用的要求。

技術領域

本發明屬于高分子材料合成技術領域，具體涉及一種抗靜電聚酰胺復合材料及其制備方法。

背景技術

聚酰胺，俗稱尼龍，自從1939年問世以來，就得到了越來越廣泛的應用。PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612和MXD6等各種尼龍相繼問世，現在每年的產量超過130×10⁴t，在工程塑料中占有重要的地位。聚酰胺是優良的電絕緣高分子材料，其表面電阻率通常為10¹⁴～10¹⁶Ω，體積電阻率為10¹³～10¹⁴Ω·cm，但是只有當聚酰胺的表面電阻率達到10⁸～10¹⁰Ω，體積電阻率達到10¹¹Ω·cm時，才能滿足抗靜電的要求。抗靜電聚酰胺樹脂是十分重要的功能高分子材料，主要應用在礦山機械、礦山電氣設備、電子設備部件和紡織機械部件等領域。

通過提高聚酰胺材料的表面電導率或體積電導率可使材料迅速放電防止靜電的聚集，目前最常用的方法是添加導電填料等各種抗靜電劑。現在所用的抗靜電劑大多為表面活性劑(即具有親水基團及親油基團的一類物質)、炭黑、金屬粉及一些特殊化合物。但是抗靜電劑的加入，在一定程度上會影響聚酰胺材料的力學性能，隨其用量的增加，聚酰胺材料的性能隨之下降。表面活性劑等有機抗靜電劑在低用量時抗靜電效果較好，質量百分比超過4％時，增加用量對抗靜電作用不明顯，但是該類抗靜電劑只能將聚酰胺的表面電阻率從10¹⁴～10¹⁶Ω降至10⁹～10¹¹Ω左右，難以滿足材料的抗靜電要求，而且表面活性劑多是小分子助劑，在高溫下容易分解，從而影響制品的后期加工及使用溫度。如果要進一步降低其表面電阻率，只能采用炭黑等無機導電材料降低體積電阻率的方法，而炭黑等無機導電材料在低用量時，其作用不大，用量超過5％才有明顯效果，如此高的添加量由于分散不均勻、與基體的相容性差對聚酰胺材料的力學性能和流動性造成很嚴重的影響，極大地限制了其應用范圍。

已經有人報道將石墨烯加入普通尼龍和半芳香族尼龍的原位聚合過程中，改善產品的耐磨性、沖擊性能等力學性能，還有導熱性能等，但是對產品抗靜電性能的改善沒有提及。而且這些報道采用的是環狀內酰胺單體或脂肪族尼龍鹽、半芳香族尼龍鹽，其中環狀內酰胺單體極性較低，不利于與石墨烯表面的羥基形成氫鍵，從而防止石墨烯團聚；而脂肪族尼龍鹽和半芳香族尼龍鹽本身顯中性，極性較差，同樣也不利于與石墨烯表面的羥基形成氫鍵，從而防止石墨烯團聚，且在常溫水溶液體系中溶解度較差，增加了體系的粘度，更加不利于石墨烯的分散，另外，半芳香族尼龍鹽的聚合溫度通常很高，如此高的聚合溫度有可能導致石墨烯表面的羥基氧化交聯團聚，而且半芳香族尼龍鹽分子鏈中含有較多位阻較大的苯環，使得其分子鏈自由運動受阻，同樣阻礙了石墨烯在其分子鏈間的自由滑動，破壞了其對產品力學性能和電學性能的影響，尤其是抗靜電效果的改善作用。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，首要目的是提供一種抗靜電聚酰胺復合材料。

本發明的第二個目的在于提供一種抗靜電聚酰胺復合材料的制備方法。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種抗靜電聚酰胺復合材料，其生產原料包括：