[发明专利]高强度碳纤维增强无卤阻燃PA66复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃增强尼龙复合材料的制备，尤其是涉及一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA66复合材料及其制备方法。 

背景技术

聚酰胺具有很好的机械强度和刚度，耐磨损特性好等优点被广泛用于汽车部件，机械部件，电子电气领域等，成为五大工程塑料用量之首，在很多应用上代替传统的金属材料。尼龙材料抗静电改性方面，添加低分子量抗静电剂是最常见的抗静电措施，这种改性材料主要是利用抗静电剂在材料表面吸附的水分降低表面电阻率，因此耐久性差，不耐洗，对环境湿度的依赖性大，国外有学者在含有醚键的聚合物内复合一定分量的金属盐溶胶，金属离子和聚醚嵌段物的醚键配合，在其内部形成离子导电网络，提高导电率，增强聚合物的导电能力，这两种方法对材料的耐热温度和表面特性都有不同程度下降，不适用与增强增强材料。而经炭黑、金属填料改性的聚合物，虽能获得比较好的永久性抗静电性能，但往往添加量大，性能破坏大且加工困难。 

碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特点，与玻璃纤维相比，模量高3～5倍，是一种获得高刚性和高强度尼龙材料的优良增强材料。根据碳纤维长度、表面处理方式及用量的不同，可以制备综合性能优异、导电性能各异的导电材料，碳纤维增强尼龙材料近年来发展很快，强度与刚性比未增强的尼龙高很多，高温蠕变小，热稳定性显著提高，尺寸精度好，耐磨，阻尼性优良，与玻纤增强尼龙相比有更好的综合性能，针对电子电气领域的抗电磁屏蔽要求，碳纤维增强改性尼龙具有独特的优势。同时在阻燃改性方面，逐渐的对材料的无卤化提出了更高的要求，本发明摒弃红磷增强尼龙可能因阻燃剂析出造成制件腐蚀破坏的风险，具有广泛的竞争优势和市场前景。 

发明内容

本发明的目的就是针对电子电气领域对材料抗静电和无卤阻燃要求等，而提供一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA66复合材料及其制备方法。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA66复合材料，其特征在于，该复合材料由以下组分及重量百分含量的原料制成： 

所述的复合材料优选以下组分及重量百分含量的原料制成： 

所述的PA66与PA6都为普通注塑级树脂，PA66的树脂粘度为2.4-3.2，PA6的树脂粘度为2.2-3.0。 

所述的无卤阻燃剂为氮磷系复合型阻燃剂，其中磷含量24-28％。 

所述的无卤阻燃剂优选科莱恩公司的OP1240，OP1312单独或与MCA、MPP等复配使用。 

所述的碳纤维为经过改性的短切碳纤维，其长度为4-7mm。 

所述的碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维，其拉伸强度＞500kg/mm²，拉伸模量＞250G·Pa。 

所述的抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂HD98按质量比1∶1复配的混合物。 

所述的接枝型增韧改性剂为乙烯与辛烯接枝共聚物：所述的润滑分散剂为硅 酮。 

一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA66复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 

(1)按照以下组分及重量百分比含量备料： 

(2)将上述原料放入高混机中混合3-5min后出料，得到混合物，碳纤维从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度230-250℃，螺杆转数180-600转/分，将混合物置于双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。 

与现有技术相比，本发明采用复配的高效无卤阻燃剂，达到UL-94V0等级性能最大保持，属于环境友好型产品，符合环保法规出口要求，本发明制得的产品机械性能高，表面电阻10³-10⁶Ω，外观优良，综合性能高，弥补了国内这一产品领域的空白。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 

实施例1-4 

一种高强度碳纤维增强无卤阻燃PA66复合材料的制备方法，包括以下步骤： 

(1)按照表1中的组分及含量进行备料，PA66的树脂粘度为2..7，PA6的树脂粘度为2.4、无卤阻燃剂为氮磷系复合型阻燃剂，其中磷含量24-28％。碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维，其拉伸强度＞500kg/mm²，拉伸模量＞250G·Pa、接枝型增韧改性剂为乙烯-辛烯接枝共聚物。抗氧剂为HD98与168按重量比1∶1复配而成、润滑分散剂为硅酮。