导电PA6/PPO合金材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种导电PA6/PPO合金材料及其制备方法，按质量份数计算，包括35～60份尼龙6，40～65份改性聚苯醚，2～8份增韧剂，0.5～5份碳纳米管,1～10份导电炭黑，0.1～5份相容剂份以及0.1～3.0份抗氧剂为制备原料。本发明添加的导电填料相对较少,且导电填料在基体中分散均匀，没有团聚现象；制得的导电PA6/PPO合金材料具有优异的导电性能及其机械性能，且加工方法简单，产品性能可控且稳定，易于工业化生产。本发明材料来源广泛，成本低廉，使用效果好。

权利要求

1.一种导电PA6/PPO合金材料，其特征在于：按质量份数计算，包括35～60份尼龙6，40～65份改性聚苯醚，2～8份增韧剂，0.5～5份碳纳米管,1～10份导电炭黑，0.1～5份相容剂份以及0.1～3.0份抗氧剂为制备原料。

2.根据权利要求1所述的导电PA6/PPO合金材料，其特征在于：所述的尼龙6的特性粘度大于2.0dL/g。

3.根据权利要求1所述的导电PA6/PPO合金材料，其特征在于：所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物或甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种任意组合。

4.根据权利要求1所述的导电PA6/PPO合金材料，其特征在于：所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，外径8～15nm，长度为9～14μm，纯度大于94％。

5.根据权利要求1所述的导电PA6/PPO合金材料，其特征在于：所述的导电炭黑是吸油值为150ml/100g以上的导电炭黑。

6.根据权利要求1所述的导电PA6/PPO合金材料，其特征在于：所述的相容剂为分子量

100～120、环氧当量为30～550g/eq的环氧树脂或改性环氧树脂中的一种或两种的任意组合。

7.根据权利要求1所述的导电PA6/PPO合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂

1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂2246、抗氧剂

330、抗氧剂BHT、抗氧剂DLTP或抗氧剂DSTP中一种或几种的任意组合。

8.一种如权利要求1所述的导电PA6/PPO合金材料的制备方法，其特征在于：按上述的质量份数取各组分，将尼龙6、改性聚苯醚、碳纳米管、导电炭黑、相容剂、增韧剂及抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，获得导电PA6/PPO合金材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：在挤出机机头处通过超声震动装置对经过机头的物料进行超声震动。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：原料在进行挤出前，将尼龙6与改性聚苯醚分别在80～100℃温度下干燥4～10h，碳纳米管与导电炭黑在75～90℃温度下干燥5～8h。

说明书

导电PA6/PPO合金材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种导电PA6/PPO合金材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 尼龙6是一种性能优异的工程塑料，其广泛应用于汽车、电子电器、机械、航空航天领域到日常生活用品如丝袜、衣着、地毯等。它具有优良的力学性能、较好的电性能以及耐磨、耐油、自润滑和良好的加工性能等。但是尼龙6的电绝缘性能导致其容易产生静电，从而限制了其应用。聚苯醚(PPO)是世界五大通用工程塑料之一,它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高、电性能优良等优点。另外，PPO还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域；PPO的负荷变形温度可达190℃以上，脆化温度为-170℃。因此导电PA6/PPO合金材料可同时兼顾两者的优异性能及PPO材料的耐高温性能。

[0003] 目前聚合物导电材料中的导电添加剂主要有金属粉、炭黑、石墨、碳纳米管。虽然向聚合物中添加金属粉、炭黑或石墨也能制备导电聚合物复合材料，但是填料在基体材料容易团聚，从而使材料的力学性能大幅下降。

发明内容

[0004] 本发明的目的是，提供一种导电PA6/PPO合金材料及其制备方法，它能很好的改善导电填料在基体中的分散性，且使用的导电填料相对较少，具有优异的导电性能及其力机械性能，且加工方法简单，产品性能可控且稳定。

[0005] 本发明是这样实现的：导电PA6/PPO合金材料，按质量份数计算，包括35～60份尼龙6，40～65份改性聚苯醚，2～8份增韧剂，0.5～5份碳纳米管,1～10份导电炭黑，0.1～5份相容剂份以及0.1～3.0份抗氧剂为制备原料。

[0006] 所述的尼龙6的特性粘度大于2.0dL/g。

[0007] 所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物或甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种任意组合。

[0008] 所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，外径8～15nm，长度为9～14μm，纯度大于94％。

[0009] 所述的导电炭黑是吸油值为150ml/100g以上的导电炭黑。

[0010] 所述的相容剂为分子量100～120、环氧当量为30～550g/eq的环氧树脂或改性环氧树脂中的一种或两种的任意组合。

[0011] 所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂2246、抗氧剂330、抗氧剂BHT、抗氧剂DLTP或抗氧剂DSTP中一种或几种的任意组合。

[0012] 导电PA6/PPO合金材料的制备方法，按上述的质量份数取各组分，将尼龙6、改性聚苯醚、碳纳米管、导电炭黑、相容剂、增韧剂及抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，获得导电PA6/PPO合金材料。

[0013] 在挤出机机头处通过超声震动装置对经过机头的物料进行超声震动。

[0014] 原料在进行挤出前，将尼龙6与改性聚苯醚分别在80～100℃温度下干燥4～10h，碳纳米管与导电炭黑在75～90℃温度下干燥5～8h。

[0015] 与现有的技术相比，本发明添加的导电填料相对较少,且导电填料在基体中分散均匀，没有团聚现象；制得的导电PA6/PPO合金材料具有优异的导电性能及其机械性能，且加工方法简单，产品性能可控且稳定，易于工业化生产。本发明材料来源广泛，成本低廉，使用效果好。

具体实施方式

[0016] 本发明的实施例1：导电PA6/PPO合金材料，按质量份数计算，包括700g尼龙6，300g改性聚苯醚(市售的改性MPPO)，50g增韧剂MBS，35g碳纳米管,50g导电炭黑，10g相容剂份以及5g抗氧剂1010为制备原料；所述的尼龙6的特性粘度大于2.0dL/g；所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，外径8～15nm，长度为9～14μm，纯度大于94％；所述的导电炭黑是吸油值为150ml/100g以上的导电炭黑；所述的相容剂为分子量100～120、环氧当量为30～550g/eq的环氧树脂。

[0017] 导电PA6/PPO合金材料的制备方法，按上述的质量取各组分，将尼龙6、改性聚苯醚、碳纳米管、导电炭黑、相容剂、增韧剂及抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为275℃，获得导电PA6/PPO合金材料；原料在进行挤出前，将尼龙6与改性聚苯醚分别在80～100℃温度下干燥4～10h，碳纳米管与导电炭黑在75～90℃温度下干燥5～8h。

[0018] 将制备的PA6/PPO粒料干燥后在注塑机中按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006进行拉伸性能的测试，按照GB/T1843-2008进行冲击强度测试，按照GB/T9341-2008进行弯曲性能测试，同时按照GB/T1410-2006进行体积电阻率测试,并记录相应的测试结果。

[0019] 本发明的实施例2：原料同实施例1。

[0020] 导电PA6/PPO合金材料的制备方法，按上述的质量取各组分，将尼龙6、改性聚苯醚、碳纳米管、导电炭黑、相容剂、增韧剂及抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为275℃，在挤出机机头处通过超声震动装置对经过机头的物料进行超声震动，超声装置的功率设定为200W，最后获得导电PA6/PPO合金材料；原料在进行挤出前，将尼龙6与改性聚苯醚分别在80～100℃温度下干燥4～10h，碳纳米管与导电炭黑在75～90℃温度下干燥5～8h。

[0021] 将超声制备的导电PA6/PPO粒料干燥后在注塑机中按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006进行拉伸性能的测试，按照GB/T1843-2008进行冲击强度测试，按照GB/T9341-2008进行弯曲性能测试，同时按照GB/T1410-2006进行体积电阻率测试,并记录相应的测试结果。

[0022] 本发明的实施例3：导电PA6/PPO合金材料，按质量份数计算，包括600g尼龙6，400g改性聚苯醚，50g增韧剂POE-MAH，35g碳纳米管,50g导电炭黑，25g相容剂份以及9g抗氧剂1010为制备原料；所述的尼龙6的特性粘度大于2.0dL/g；所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，外径8～15nm，长度为9～14μm，纯度大于94％；所述的导电炭黑是吸油值为150ml/100g以上的导电炭黑；所述的相容剂为分子量100～120、环氧当量为30～550g/eq的环氧树脂。

[0023] 导电PA6/PPO合金材料的制备方法，按上述的质量取各组分，将尼龙6、改性聚苯醚、碳纳米管、导电炭黑、相容剂、增韧剂及抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为275℃，在挤出机机头处通过超声震动装置对经过机头的物料进行超声震动，超声装置的功率设定为300W，最后获得导电PA6/PPO合金材料；原料在进行挤出前，将尼龙6与改性聚苯醚分别在80～100℃温度下干燥4～10h，碳纳米管与导电炭黑在75～90℃温度下干燥5～8h。

[0024] 将超声制备的导电PA6/PPO粒料干燥后在注塑机中按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006进行拉伸性能的测试，按照GB/T1843-2008进行冲击强度测试，按照GB/T9341-2008进行弯曲性能测试，同时按照GB/T1410-2006进行体积电阻率测试,并记录相应的测试结果。

[0025] 本发明的实施例4：导电PA6/PPO合金材料，按质量份数计算，包括400g尼龙6，400g改性聚苯醚，50g增韧剂POE-MAH，40g碳纳米管,60g导电炭黑，32g相容剂份以及10.2g抗氧剂1010为制备原料；所述的尼龙6的特性粘度大于2.0dL/g；所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，外径8～15nm，长度为9～14μm，纯度大于94％；所述的导电炭黑是吸油值为150ml/100g以上的导电炭黑；所述的相容剂为分子量100～120、环氧当量为30～550g/eq的环氧树脂。

[0026] 导电PA6/PPO合金材料的制备方法，按上述的质量取各组分，将尼龙6、改性聚苯醚、碳纳米管、导电炭黑、相容剂、增韧剂及抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为275℃，在挤出机机头处通过超声震动装置对经过机头的物料进行超声震动，超声装置的功率设定为600W，最后获得导电PA6/PPO合金材料；原料在进行挤出前，将尼龙6与改性聚苯醚分别在80～100℃温度下干燥4～10h，碳纳米管与导电炭黑在75～90℃温度下干燥5～8h。

[0027] 将超声制备的导电PA6/PPO粒料干燥后在注塑机中按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006进行拉伸性能的测试，按照GB/T1843-2008进行冲击强度测试，按照GB/T9341-2008进行弯曲性能测试，同时按照GB/T1410-2006进行体积电阻率测试,并记录相应的测试结果。

[0028] 表1各实施例实验对比

[0029]指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度(MPa) 56.8 71.7 75.7 84.8
弯曲强度(MPa) 86.2 111.5 125.5 132.4
弯曲模量(MPa) 2481 2745 2969 3333
缺口冲击强度(KJ/m2) 9.1 12.5 14.2 15.4
6 4 4 3
体积电阻率(Ω·cm) 7.23×10 5.82×10 5.13×10 4.32×10

[0030] 对比实施例1与实施例2可知，在PA6/PPO合金材料熔融制备过程中加入超声震动装置后，超声能大幅提高PA6/PPO合金材料的导电性能及其力学性能。