[发明专利]一种尼龙铜复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明提出了一种尼龙铜复合材料、制备方法及其应用，其中尼龙铜复合材料，包含以下成分：铜组分、碳纳米管、硅烷偶联剂及尼龙；各成分为粉末状且的各成分的质量百分比分别为：铜组分3％～30％；碳纳米管质量分数为1％～5％；硅烷偶联剂0.1％～1％；余量为尼龙。本发明使用了一定含量的碳纳米管，碳纳米管材料具有良好的力学性能，可以显著增加复合材料的强度：碳纳米管材料的中空结构，可以让海水通过碳纳米管深入到材料内部，内部的铜组分就有机会参与反应实现铜离子的溶出，从而发挥其防海生物附着的作用。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种尼龙铜复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

在传统的海产品养殖上，网箱网衣普遍采用尼龙材料，但是尼龙网箱耐生物附着性能较差，在海区使用一段时间后，网箱网衣上会布满海洋附着生物，其中最主要的类群是藻类、水螅、外肛动物、龙介虫、双壳类、藤壶和海鞘等。大量生物的附着，不仅影响渔网箱体内的水流畅通，减少了养殖品的活动空间，而且影响了养殖品的生长与口感，严重的还会导致养殖鱼类生病，故而需要养殖户频繁进行人工维护，费时费力。因此开发低成本、耐腐蚀、防生物污着的材料就成为一个热点问题。

现有技术中，采用共混法，将铜粉掺入尼龙中制备出尼龙铜复合材料，利用铜材料的天然杀菌性能实现了尼龙铜复合材料抗生物污着的目的。但这种尼龙铜复合材料，由于大部分铜粉末被尼龙包裹，尼龙耐蚀性好，在使用过程中，除了表面暴露的铜之外，尼龙内的铜和海水不接触，很难溶出，尼龙内的铜无法发挥抗海生物附着的作用，造成材料抗海生物附着持续的时间短，抗海生物附着持续的效果差，另一方面也造成了铜的浪费。如何使得尼龙铜复合材料内部的铜组分能和海水接触，以便顺利溶出，就成为抗海生物附着型尼龙铜复合材料急需要解决的问题之一。此外，尼龙铜复合材料在海水中浸泡时，材料中的铜粉末部分溶出，相应的在材料中会形成空洞，造成材料强度降低。

因此，如何在保证尼龙强度的前提下，使得尼龙铜复合材料内部的铜组分和海水接触以顺利溶出，就成为抗海生物附着型尼龙铜复合材料急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尼龙铜复合材料、制备方法及其应用，在兼顾尼龙强度的同时，使得尼龙铜复合材料内部的铜组分和海水接触以顺利溶出。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明提出了一种尼龙铜复合材料，其特征在于，包含以下成分：铜组分、碳纳米管、硅烷偶联剂及尼龙；其中，所述各成分为粉末状且的各成分的质量百分比分别为：铜组分3％～30％；碳纳米管质量分数为1％～5％；硅烷偶联剂0.1％～1％；余量为尼龙。

优选地，所述铜组分的粒度为60目～400目。

优选地，所述铜组分由金属铜及铜的氧化物组成。

优选地，所述金属铜为纯铜或铜含量大于55％的铜合金。

优选地，所述铜的氧化物为氧化铜或氧化亚铜。

优选地，所述尼龙为同类尼龙或者不同类尼龙的混合物。

本发明还提出了一种尼龙铜复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)干燥；

将尼龙、碳纳米管以及铜组分分别放入干燥箱中并在温度为60～150℃条件下分别干燥；

2)制备尼龙铜复合材料；

将干燥后的尼龙、碳纳米管、铜组分以及硅烷偶联剂按照质量比放入混合机汇总混合均匀后取出，获取尼龙铜复合材料。

本发明还提出了一种尼龙铜复合材料的应用，将所述尼龙复合材料加入双螺旋挤出机中，经熔融共混后挤出，水冷后经切粒机造粒，获取尼龙铜复合丝；所述尼龙铜复合丝制作成海水围殖网箱及网衣。

优选地，所述双螺杆挤出机的挤出温度为220℃～235℃。