[发明专利]一种导电的无卤阻燃PA6复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PA6复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种导电的无卤阻燃PA6复合材料及其制备方法。

背景技术

PA6（聚酰胺6或尼龙6）是一种重要的工程塑料，因其具有较好的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐油性、耐冲击等诸多优良性能，被广泛应用于汽车、机械、电子、仪表等领域。

随着世界经济的发展和使用部门对材料更高更新的要求，以及PA6与其他工程塑料的性能价格比竞争，聚酰胺工程塑料的发展重点主要在于对现有品种的开发，特别是针对PA6的不同用途进行合金化、高性能化、精细化和专用化改性。改性的方法有填充改性、共混改性、共聚改性、纳米复合改性等，其中共混改性是最常用的方法之一。

然而，PA6作为有机材料，其可燃性是其明显的缺点，PA6在火焰中的燃烧速度快，放热量高，特别是燃烧时产生的大量有焰熔滴，增加了火灾传播的危险；目前关于PA6的阻燃还局限在卤系阻燃，但卤系阻燃剂在受热或燃烧时会生成大量的烟和腐蚀性气体导致人员死亡；而一些溴系阻燃剂如多溴代联苯醚，在高温分解生成多溴代二噁英及多溴代呋喃，上述物质有致癌作用。在此背景下，2003年2月13日欧盟颁布了《RoHS指令》和《WEEE指令》，将卤素阻燃剂的毒性与环境问题的争论推向高潮。现有的无卤阻燃材料阻燃效率不高，因此开发综合性能优良的无卤阻燃PA6，对于扩大PA6应用范围和增加其附加值有着重要和深远的意义。

PA6体积电阻率在10¹⁴Ω·cm左右是一种绝缘材料，通过在绝缘的高分子材料基体中添加导电性的粉体可制备与导电特性相关的功能性复合材料，这方面国内外有许多相关报告，如在聚烯烃、PA及聚苯乙烯中添加导电炭黑（CB）、石墨或者碳纳米管等制备导电性的复合材料，但是其导电填料用量大，分散性差，对PA6性能影响很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中导电的无卤阻燃PA6材料阻燃率不高，导电填料用料量大、分散性差的不足，提供一种导电的无卤阻燃PA6复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：一种导电的无卤阻燃PA6复合材料及其制备方法，其按重量份数由以下组分组成：

作为优选，上述的PA6树脂特性粘度为2.4～3.6dl/g。

作为优选，上述的阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）与间苯二酚双[二（2,6-二甲苯基）磷酸酯]（RXP）的复配物或者为二乙基磷酸铝（AlPi）与磷酸三聚氰胺（MPP）的复配物；其中按质量计，MCA与RXP的复配比为2:1～3:1，AlPi与MPP的复配比为2:1～2.5:1。

作为优选，所述的导电填料为经表面活性剂处理过的石墨烯，可以改善石墨烯在PA6中的分散性，其处理方法为：称取石墨烯质量的3%～6%的硅烷偶联剂KH570，溶于蒸馏水水中，调节溶液PH至4～5，与石墨烯的水溶液混合，在80～90℃反应条件下，直至石墨烯在溶液中形成明显分层，抽滤，烘干得到改性的石墨烯；其中所述的石墨烯的水溶液浓度为0.4～0.6g/ml。

作为优选，所述的增韧剂为聚烯烃类接枝不饱和酸或者酸酐，其熔融指数为2～27g/10min，接枝率为0.8～1.2%。

作为优选，所述的增韧剂为POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（POE-g-GMA），HDPE接枝马来酸酐（HDPE-g-MAH）、POE接枝马来酸酐(POE-g-GMA)等。

作为优选，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯粉料（PTFE）。

作为优选，所述的抗氧剂为质量比为1:1～2:1的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）和N，N’-二（2-萘基）对苯二胺（DNP）的复配体系。

上述的导电的无卤阻燃PA6复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)将PA6在110～120℃温度下干燥5～6h；增韧剂在50～60℃温度下干燥4～5h；将其他组分在80℃~100℃温度下干燥4～5h；

(2)将干燥好的PA6、导电填料、阻燃剂、增韧剂、抗滴落剂及抗氧剂按比例在高速混合机中混合均匀，搅拌10～15min；

(3)将步骤（2）中混匀后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经高温熔融共混挤出、冷却、风干、造粒，即制得导电的无卤阻燃PA6复合材料，其中所述的双螺杆挤出机的加工温度为190～235℃，喂料机转速为13～16Hz，主机转速为9～12Hz。