[发明专利]抗静电聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗静电聚酰胺复合材料及其制备方法，抗静电聚酰胺复合材料的生产原料包括：20‐80份脂肪族二元酸、20‐80份脂肪族二元胺、5‐100份纳米级石墨烯水溶液、0.1‐0.4份封端剂、0.01‐0.06份催化剂和30‐160份去离子水。本发明制备的产品具有较好的热学性能、力学性能和良好的抗静电性能，极大地拓宽了所制产品加工和使用温度的范围，满足了多种环境温度的使用要求；另外，人们还可根据实际应用中的抗静电要求，灵活调整所制产品中的纳米级石墨烯含量，以满足实际应用的要求。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，具体涉及一种抗静电聚酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺，俗称尼龙，自从1939年问世以来，就得到了越来越广泛的应用。PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612和MXD6等各种尼龙相继问世，现在每年的产量超过130×10⁴t，在工程塑料中占有重要的地位。聚酰胺是优良的电绝缘高分子材料，其表面电阻率通常为10¹⁴～10¹⁶Ω，体积电阻率为10¹³～10¹⁴Ω·cm，但是只有当聚酰胺的表面电阻率达到10⁸～10¹⁰Ω，体积电阻率达到10¹¹Ω·cm时，才能满足抗静电的要求。抗静电聚酰胺树脂是十分重要的功能高分子材料，主要应用在矿山机械、矿山电气设备、电子设备部件和纺织机械部件等领域。

通过提高聚酰胺材料的表面电导率或体积电导率可使材料迅速放电防止静电的聚集，目前最常用的方法是添加导电填料等各种抗静电剂。现在所用的抗静电剂大多为表面活性剂(即具有亲水基团及亲油基团的一类物质)、炭黑、金属粉及一些特殊化合物。但是抗静电剂的加入，在一定程度上会影响聚酰胺材料的力学性能，随其用量的增加，聚酰胺材料的性能随之下降。表面活性剂等有机抗静电剂在低用量时抗静电效果较好，质量百分比超过4％时，增加用量对抗静电作用不明显，但是该类抗静电剂只能将聚酰胺的表面电阻率从10¹⁴～10¹⁶Ω降至10⁹～10¹¹Ω左右，难以满足材料的抗静电要求，而且表面活性剂多是小分子助剂，在高温下容易分解，从而影响制品的后期加工及使用温度。如果要进一步降低其表面电阻率，只能采用炭黑等无机导电材料降低体积电阻率的方法，而炭黑等无机导电材料在低用量时，其作用不大，用量超过5％才有明显效果，如此高的添加量由于分散不均匀、与基体的相容性差对聚酰胺材料的力学性能和流动性造成很严重的影响，极大地限制了其应用范围。

已经有人报道将石墨烯加入普通尼龙和半芳香族尼龙的原位聚合过程中，改善产品的耐磨性、冲击性能等力学性能，还有导热性能等，但是对产品抗静电性能的改善没有提及。而且这些报道采用的是环状内酰胺单体或脂肪族尼龙盐、半芳香族尼龙盐，其中环状内酰胺单体极性较低，不利于与石墨烯表面的羟基形成氢键，从而防止石墨烯团聚；而脂肪族尼龙盐和半芳香族尼龙盐本身显中性，极性较差，同样也不利于与石墨烯表面的羟基形成氢键，从而防止石墨烯团聚，且在常温水溶液体系中溶解度较差，增加了体系的粘度，更加不利于石墨烯的分散，另外，半芳香族尼龙盐的聚合温度通常很高，如此高的聚合温度有可能导致石墨烯表面的羟基氧化交联团聚，而且半芳香族尼龙盐分子链中含有较多位阻较大的苯环，使得其分子链自由运动受阻，同样阻碍了石墨烯在其分子链间的自由滑动，破坏了其对产品力学性能和电学性能的影响，尤其是抗静电效果的改善作用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，首要目的是提供一种抗静电聚酰胺复合材料。

本发明的第二个目的在于提供一种抗静电聚酰胺复合材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种抗静电聚酰胺复合材料，其生产原料包括：