[发明专利]一种持久抗静电、高强度聚酰胺工程塑料及制备方法

说明书

本发明涉及改性工程塑料的技术领域，提供了一种持久抗静电、高强度聚酰胺工程塑料及制备方法。本发明先以TiN粉、YN粉、YbN粉、Ti粉、Al粉为原料制备了Ti_(2‑m‑n)Y_mYb_nAlN层状陶瓷粉末，并以氢氧化钠溶液处理陶瓷粉末表面，然后负载多巴胺，再以含硫酸铜和双氧水的Tris‑HCl缓冲液促进多巴胺聚合，形成以Ti_(2‑m‑n)Y_mYb_nAlN陶瓷粉末为核、以铜掺杂聚多巴胺为壳的核壳粒子。以该核壳粒子为抗静电剂，不仅可赋予PA6材料良好的抗静电性能，而且可提高PA6材料的拉伸强度和弯曲强度。

技术领域

本发明涉及改性工程塑料技术领域，提供了一种持久抗静电、高强度聚酰胺工程塑料及制备方法。

背景技术

聚酰胺6(PA6)是一种重要的热塑性工程塑料，机械强度高，韧性好，抗疲劳性能好，表面光滑，摩擦系数小，耐腐蚀，无毒无臭，并且具有自熄性。PA6不仅常用于传统纺织化纤行业，并且在汽车、机械、电子、电器、航空航天等领域的应用越来越多。PA6具有易吸水、抗静电性能差、耐热性较差的缺陷，对其应用范围造成一定的限制。

对于PA6的抗静电改性，可以添加无机导电填料，如导电金属或金属氧化物、导电碳材料等，也可添加有机抗静电剂，如表面活性剂型抗静电剂、高分子型抗静电剂。

无机导电填料(如铜、银、镍、铁、氧化锌、石墨、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维等)对抗静电性能提高明显，但无机填料与PA6基体间的界面相容性差，填料易团聚，团聚后不仅抗静电性能下降，而且会明显影响PA6的力学性能，出现拉伸强度和弯曲强度的明显降低。

表面活性剂型抗静电剂(如季铵盐、铵盐、烷基氨基酸盐、烷基磺酸盐、脂肪胺乙氧基醚等)可采用外部涂覆法或内部共混法，其对PA6基体的力学性能影响小，但是，作为有机小分子，其容易在水洗或摩擦过程中逐渐损失，难以提供持久的抗静电效果。并且，由于其主要通过吸附空气中的水分形成导电性水层来泄漏电荷，因而其抗静电效果与环境湿度具有很大关系。

高分子型抗静电剂(如聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亚胺等)不受摩擦或水洗等的影响，可提供持久的抗静电效果。由于其主要通过在基体中形成导电网络结构来泄漏电荷，吸附形成水层只是起到次要辅助作用，因而其抗静电效果对环境湿度的依赖性很小。但是，高分子型抗静电剂要形成导电网络结构，通常需要较高的添加量，会对基体的力学性能产生影响，尤其是亲水软段对基体的力学强度影响较大。

发明内容

本发明制备了一种新型的抗静电剂，该抗静电剂具有核壳结构，将其加入PA6基体中，制得改性PA6塑料，不仅可赋予PA6材料良好的抗静电性能，而且可提高PA6材料的拉伸强度和弯曲强度。

本发明涉及的具体技术方案如下：

一种持久抗静电、高强度聚酰胺工程塑料，其组分包括PA6、核壳抗静电粒子、稳定剂、硬脂酸、白油。

优选的，所述稳定剂为有机铜盐热稳定剂。

进一步优选的，PA6、核壳抗静电粒子、稳定剂、硬脂酸、白油的质量比为100：4-10：0.2-0.5：0.3-1：0.2-0.5。

所述核壳抗静电粒子的核层为Y/Yb共掺杂Ti₂AlN层状陶瓷粉末，即Ti_(2-m-n)Y_mYb_nAlN层状陶瓷粉末，壳层为铜掺杂聚多巴胺。

所述核壳抗静电粒子的制备过程为：

Step1、在氩气保护下采用混料机将TiN粉、YN粉、YbN粉、Ti粉、Al粉混合均匀，装入模具中进行烧结得到块状料，再破碎研磨，过400-800目筛，得到Ti_(2-m-n)Y_mYb_nAlN层状陶瓷粉末；