[发明专利]一种导电-抗静电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子新材料领域，尤其涉及一种导电-抗静电复合材料及其制备方法。

背景技术

高分子树脂基导电/抗静电复合材料，由于具有制备工艺简单、电导率易于调节、原材料来源广泛、成本低、易于加工成型等优点，并且可以广泛地应用于汽车、电气及电子仪器、办公设备、物流传送设备和工业机械等领域，可以满足和扩大高分子材料在各种用途上的需要，因此，其材料的制备技术和应用技术，历来为人们所密切关注。

聚酰胺树脂（俗称尼龙），是分子主链上含有重复酰胺基团（-NH-CO-）的一类热塑性树脂的总称，包括脂肪族尼龙、芳香族尼龙和半芳香族尼龙等较多的品种。聚酰胺树脂具有优异的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐腐蚀性和自润滑性，并且其摩擦系数低，易于加工等，因此在工业上有着极其广泛的用途。近年来工业的发展也对尼龙的导电或抗静电性能提出了越来越多的要求，如良好的抗静电性能不仅可以改善尼龙管或传送带的输送安全性和卫生性，而且可以改善其传送效率，良好的导电性可以改善尼龙的静电喷涂性等等。但由于聚酰胺树脂本身电阻率较高，且用传统的导电性介质如炭黑等改善尼龙的导电或抗静电性能时，因炭黑在尼龙中导电效率低、分散性差等问题比较突出，易产生很多相关的不良影响，包括因炭黑导电效率低需多量添加而易于引致尼龙树脂物理机械性能下降、流动性能下降等问题，而这些问题一直未能得到很好的解决。

近年来，以碳纳米管为导电介质制备导电高分子复合材料的技术越来越引起人们的重视。其原因在于与炭黑或者碳纤维相比，碳纳米管可以使高分子基体在实现导电时的逾渗值有较大的降低。但碳纳米管目前工业化量产规模小、成本高，即使在材料中其添加量远远少于炭黑也将带来材料制备成本的大幅度增加，因此，在技术上如何提高碳纳米管使用效率，极力地降低其添加量，对碳纳米管填充型导电高分子复合材料的工业用途的发展具有重要的意义。

人们在研究或生产中一般所采用的提高碳纳米管使用效率的方法，主要是通过改善碳纳米管和高分子树脂之间的分散状态，使碳纳米管能在高分子基体中达到更好的导电网络构筑的效果而实现的，包括各种对碳纳米管表面修饰的方法、将高分子基体和碳纳米管进行溶液共混的方法、将单体和碳纳米管进行原位聚合的方法等等。这些方法虽然可以在某种程度上提高碳纳米管的使用效率，但因其存在操作步骤复杂、耗费大量溶剂、技术局限性大等问题而不适用于工业化生产。

发明内容

鉴于此，本发明实施例旨在提供一种导电-抗静电复合材料及其制备方法，该方法可借助芳香族二酰胺化合物对提高碳纳米管在聚酰胺树脂中分散的促进作用，可在较小的碳纳米管添加量下使其实现有效的导电网络构筑，使材料具有良好的导电和抗静电性能，从而降低材料制备成本，满足各种导电或抗静电聚酰胺树脂使用用途的需要。

本发明提供了一种导电-抗静电复合材料，包括聚酰胺树脂、碳纳米管以及芳香族二酰胺化合物，各组分的重量份数比为：聚酰胺树脂为100份、碳纳米管为0.3~10份，芳香族二酰胺化合物为0.01～2.0份。

其中，聚酰胺树脂即尼龙树脂，是指在重复单元中含有酰胺基团（-NH-CO-）的脂肪族尼龙或半芳香族尼龙。具体可以是尼龙6（PA6）、尼龙11（PA11）、尼龙12（PA12）、尼龙46（PA46）、尼龙66（PA66）、尼龙610（PA610）、尼龙612（PA612）、尼龙1010（PA1010）、尼龙1111（PA1111）、尼龙1212（PA1212）、尼龙6T（PA6T）、尼龙9T（PA9T）或尼龙MXD6（PA MXD6）。本发明中，聚酰胺树脂的合成方法不限，结晶度不限，粘度不限。

碳纳米管既包括单壁碳纳米管，也包括双壁碳纳米管和多壁碳纳米管，其形态不限，长径比不限，制造方法不限，后处理与否不限。碳纳米管在所述导电-抗静电复合材料中的重量份数比为0.3~10份，优选为2~6份。