本發(fā)明屬于高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種改性尼龍材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚酰胺俗稱尼龍(nylon)，英文名稱polyamide(簡(jiǎn)稱pa)，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)-[nhco]-的熱塑性樹(shù)脂總稱，包括脂肪族pa，脂肪-芳香族pa和芳香族pa。其中脂肪族pa品種多，產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。pa的品種繁多，有pa6、pa66、pa46、pa610、pa612等。綜合性能優(yōu)良的pa6(尼龍6)是工程塑料發(fā)展最早的品種，被譽(yù)為劃時(shí)代的工程塑料。pa具有優(yōu)良的耐磨性、抗沖擊性和自潤(rùn)滑性；但尼龍6與大多數(shù)高分子材料一樣都是具有良好的電絕緣性能的電介質(zhì)，其表面電阻一般在1014～1015ω，導(dǎo)電性遠(yuǎn)小于金屬材料，當(dāng)與其它物質(zhì)接觸或摩擦后易聚集靜電荷。靜電積累所帶來(lái)的負(fù)作用是阻礙正常的生產(chǎn)和工作，甚至?xí)鸨盎馂?zāi)。故在煤礦井下、紡織器材、電子電器等行業(yè)的特定工作環(huán)境或動(dòng)態(tài)運(yùn)行條件下，要求尼龍6的制品在具有較高的力學(xué)性能的同時(shí)還呈現(xiàn)抗靜電功能，即表面電阻降至1011～1012ω或體積電阻達(dá)到1011ω·cm，以滿足使用的特性需求。但又因?yàn)榇罅孔枞紕?、抗靜電劑的加入，使得pa6的力學(xué)性能大大降低，而增強(qiáng)pa6又因纖維的“燭芯效應(yīng)”使其更易燃燒。所以這就需要使得尼龍?jiān)诳轨o電阻燃的同時(shí)又得保證尼龍的力學(xué)性能，現(xiàn)有材料不能滿足該要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種改性尼龍材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有尼龍材料的力學(xué)性能和抗靜電防火性能得不到平衡的技術(shù)等問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明一方面提供一種改性尼龍材料，以所述改性尼龍材料的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述改性尼龍材料包括如下質(zhì)量百分含量的成分：本發(fā)明另一方面提供一種改性尼龍材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：按照上述改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料；將所述聚酰胺、所述阻燃劑、所述阻燃協(xié)效劑、所述抗靜電劑、所述抗氧劑和所述其他助劑混合處理得混合物料；將所述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，并將所述增韌劑送入所述雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口中，經(jīng)熔融擠出造粒。本發(fā)明提供的改性尼龍材料中，阻燃劑和阻燃協(xié)效劑使改性尼龍材料具有阻燃性，增韌劑進(jìn)一步提高其拉伸強(qiáng)度，而抗靜電劑又使該改性尼龍材料具有抗靜電阻燃性，改性尼龍材料中的各成分和含量之間充分融合，通過(guò)協(xié)同作用，使該改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時(shí)又保證其力學(xué)性能，綜合性能達(dá)到最優(yōu)，可適用于ic零部件和一些精密儀器，可廣泛應(yīng)用于煤礦井、紡織器材、電子電器等行業(yè)。本發(fā)明提供的改性尼龍材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單易行，成本低。最終制得的本發(fā)明的改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時(shí)又保證其力學(xué)性能，綜合性能達(dá)到最優(yōu)。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種改性尼龍材料，以該改性尼龍材料的總質(zhì)量為100％計(jì)，其包括如下質(zhì)量百分含量的成分：改性尼龍材料中的各成分和含量之間充分融合，通過(guò)協(xié)同作用，使該改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時(shí)又保證其力學(xué)性能，綜合性能達(dá)到最優(yōu)，可適用于ic零部件和一些精密儀器，可廣泛應(yīng)用于煤礦井、紡織器材、電子電器等行業(yè)。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料中，聚酰胺的含量為49-64％，具體可以為49％、54％、59％、60％、64％。優(yōu)選地，聚酰胺為pa6、pa66和pa610中的至少一種。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料中，阻燃劑的含量為15-18％，具體可以為15％、16％、17％、18％。阻燃協(xié)效劑的含量為5-7％，具體可以為5％、6％、7％。在該含量范圍內(nèi)的阻燃劑和阻燃協(xié)效劑，顯著提高本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料阻燃性能。優(yōu)選地，該阻燃劑包括磷氮系阻燃劑、氮系阻燃劑和紅磷阻燃劑中的至少一種，本實(shí)施例中選紅磷，阻燃協(xié)效劑包括為三氧化二銻和硼酸鋅中的至少一種，本實(shí)施例中選硼酸鋅。優(yōu)選的阻燃劑和阻燃協(xié)效劑，使本實(shí)施例的改性尼龍材料阻燃性能達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料中，增韌劑的含量為10-13％，具體可以為10％、11％、12％、13％；在該含量范圍內(nèi)的增韌劑，顯著提高本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料抗拉伸性能。優(yōu)選地，該增韌劑包括ldpe-g-mah和sebs-g-mah中的至少一種。優(yōu)選的增韌劑使本實(shí)施例的改性尼龍材料抗拉伸性能達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料中，抗靜電劑的含量為5-20％，具體可以為5％、10％、15％、20％，在該含量范圍內(nèi)的抗靜電劑，顯著提高本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料的抗靜電阻燃性。優(yōu)選地，該抗靜電劑為乙炔炭黑。超導(dǎo)電乙炔炭黑的選擇，使改性尼龍材料的抗靜電阻燃性達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料中，抗氧劑的含量為0.2-0.4％，具體可以為0.2％、0.3％、0.4％；在該含量范圍內(nèi)的抗氧劑，顯著防止本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料的老化，進(jìn)一步提高其使用壽命。優(yōu)選地，該抗氧劑包括抗氧劑1010和抗氧劑168中至少一種。優(yōu)選的抗氧劑使改性尼龍材料的使用壽命最長(zhǎng)。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的改性尼龍材料中，其他助劑的含量為0.1-1％，具體可為0.1％、0.3％、0.5％、1％。優(yōu)選地，其他助劑包含潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、分散劑中的至少一種。可根據(jù)實(shí)際需求具體選用何種助劑。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種改性尼龍材料的制備方法。該制備方法包括如下步驟：s01：按照上述改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料；s02：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑混合處理得混合物料；s03：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口中，經(jīng)熔融擠出造粒。本發(fā)明提供的改性尼龍材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單易行，成本低。最終制得的本發(fā)明的改性尼龍材料在具有抗靜電阻燃的同時(shí)又保證其力學(xué)性能，綜合性能達(dá)到最優(yōu)。優(yōu)選地，上述步驟s03中，該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度240℃-280℃，二區(qū)溫度250℃-290℃，三區(qū)溫度250℃-290℃，四區(qū)溫度240℃-280℃，機(jī)頭250℃-300℃，停留時(shí)間1min-2min，壓力為12mpa-18mpa。該優(yōu)選的工藝參數(shù)制得的改性尼龍材料性能達(dá)到最佳。本發(fā)明先后進(jìn)行過(guò)多次試驗(yàn)，現(xiàn)舉一部分試驗(yàn)結(jié)果作為參考對(duì)發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1一種改性尼龍材料，其配方見(jiàn)表1中的實(shí)施例1。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s11：按照表1中實(shí)施例1的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s12：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進(jìn)行充分混合15分鐘得混合物料。s13：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口中，經(jīng)熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿直徑為35mm，螺桿長(zhǎng)度與直徑的比例設(shè)定為36，擠出溫度分別為一區(qū)溫度240℃，二區(qū)溫度250℃，三區(qū)溫度240℃，四區(qū)溫度230℃，機(jī)頭溫度245℃，停留時(shí)間1-2min，壓力為13mpa。實(shí)施例2一種改性尼龍材料，其配方見(jiàn)表1中的實(shí)施例2。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s21：按照表1中實(shí)施例2的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s22：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進(jìn)行充分混合15分鐘得混合物料。s23：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口中，經(jīng)熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿直徑為35mm，螺桿長(zhǎng)度與直徑的比例設(shè)定為36，擠出溫度分別為一區(qū)溫度240℃，二區(qū)溫度250℃，三區(qū)溫度240℃，四區(qū)溫度230℃，機(jī)頭溫度245℃，停留時(shí)間1-2min，壓力為13mpa。實(shí)施例3一種改性尼龍材料，其配方見(jiàn)表1中的實(shí)施例3。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s31：按照表1中實(shí)施例3的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s32：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進(jìn)行充分混合15分鐘得混合物料。s33：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口中，經(jīng)熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿直徑為35mm，螺桿長(zhǎng)度與直徑的比例設(shè)定為36，擠出溫度分別為一區(qū)溫度240℃，二區(qū)溫度250℃，三區(qū)溫度240℃，四區(qū)溫度230℃，機(jī)頭溫度245℃，停留時(shí)間1-2min，壓力為13mpa。實(shí)施例4一種改性尼龍材料，其配方見(jiàn)表1中的實(shí)施例4。該改性尼龍材料的制備方法包括如下步驟：s41：按照表1中實(shí)施例4的改性尼龍材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。s42：將上述聚酰胺、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗靜電劑、抗氧劑和其他助劑放入攪拌桶進(jìn)行充分混合15分鐘得混合物料。s43：將上述混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，并將上述增韌劑送入雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口中，經(jīng)熔融擠出造粒。其中，該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿直徑為35mm，螺桿長(zhǎng)度與直徑的比例設(shè)定為36，擠出溫度分別為一區(qū)溫度240℃，二區(qū)溫度250℃，三區(qū)溫度240℃，四區(qū)溫度230℃，機(jī)頭溫度245℃，停留時(shí)間1-2min，壓力為13mpa。表1性能測(cè)試：將按上述實(shí)施例1-實(shí)施例4完成造粒的粒子材料預(yù)先在110℃的鼓風(fēng)烘箱中干燥3-5小時(shí)，然后再將干燥好的粒子材料在注射成形機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣，注射成型模溫控制在150℃左右。按照下述方法進(jìn)行性能測(cè)試，所得到的測(cè)試結(jié)果如表2所示。拉伸強(qiáng)度測(cè)試按astmd638進(jìn)行，試樣尺寸為165×19×3.2mm，拉伸速度為50mm/min；彎曲性能測(cè)試按astmd790進(jìn)行，試樣尺寸為127×12.7×3.2，彎曲速度為20mm/min，跨距為64mm；簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度按astmd256進(jìn)行，試樣尺寸為63.5×12.7×3.2mm,缺口尺寸為試樣厚度的三分之一；阻燃性能按ul94方法進(jìn)行，樣條厚度大約為3.2mm。綜合力學(xué)性能通過(guò)測(cè)試所得的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲模量以及沖擊強(qiáng)度的數(shù)值進(jìn)行評(píng)判；材料的阻燃性能按ul94的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判?？轨o電效果用電表測(cè)試即可。表2測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4拉伸強(qiáng)度(mpa)60453525斷裂伸長(zhǎng)率(％)70605040彎曲強(qiáng)度(mpa)100704030彎曲模量(mpa)2000150011001000缺口沖擊強(qiáng)度(j/m)14012011090阻燃性(3.2mm)v0v0v0v0導(dǎo)電(ω)1012(不導(dǎo)電)1011108105從表2的數(shù)據(jù)可知：在實(shí)施例1-4中，隨著抗靜電劑的增加，該改性尼龍材料的導(dǎo)電性能也逐漸提高?？傮w看來(lái)，在抗靜電劑15份左右的情況下能達(dá)到抗靜電效果，同時(shí)該改性尼龍材料物理性能也得到了保留。本實(shí)施例提供的改性尼龍材料性能完全達(dá)到煤礦井、紡織器材、電子電器等行業(yè)，而且材料不含鹵素，在使用過(guò)程中不會(huì)因其分解而放出有害氣體，對(duì)大氣和水等無(wú)污染，其成本甚至比含鹵阻燃材料更低，具有廣闊的應(yīng)用前景。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12