[发明专利]一种高强度阻燃抗静电反应尼龙复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高强度阻燃抗静电反应尼龙复合材料技术领域，具体涉及一种高强度阻燃抗静电反应尼龙复合材料及其制备方法和应用。一种高强度复合材料，以质量份数计，其原料包括：玻璃纤维75‑80份、己内酰胺13.4‑20.6份、阻燃剂2‑3份、引发剂0.2‑0.3份、抗静电剂2‑3份和活化剂0.2‑0.3份。本方案解决了普通工程塑料型材的力学性能、阻燃性能和抗静电性能不佳的技术问题。本方案的复合材料具有强度高、质轻且成型时能耗小的优点，可以替换现有技术的金属材料，应用于包括哑铃销在内的爆炸性环境中使用的各种结构材料的生产制备的实践操作中。

技术领域

本发明涉及反应尼龙复合材料技术领域，具体涉及一种高强度阻燃抗静电反应尼龙复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

工程塑料因其优异的性能常被用来代替金属材料，在国民经济的各个领域都有着广泛应用，通过对工程塑料进行功能性的改性，进一步拓展了其应用领域，如将工程塑料进行阻燃、抗静电改性，在诸如煤矿等爆炸性环境中得到了较为广泛的应用，例如用于制备相关的仪器仪表外壳等。但与世界上发达国家相比，还有较大的差距，矿井支护材料和设备大多受力复杂，传统的双抗工程塑料(双抗是指阻燃和抗静电)无法满足其强度的使用要求，而现有的高强度工程塑料无法满足其双抗要求。利用传统的双抗改性方法，会造成高强度工程塑料力学性能大幅降低，从而无法实现替代高强度钢的目的。现急待解决的问题是制备阻燃抗静电高强度的工程塑料，进一步实现以塑代钢的目的。如果能实现此目标，将大大减轻煤矿工人的劳动强度，操作更为方便快捷，在一些传动部件上应用，也能起到节能降耗的作用，同时也能有效地解决井下制件易腐蚀和易生锈问题。

在高强度工程塑料中，连续纤维增强热塑性复合材料具有可与金属相比拟的强度，以及质轻、良好的整体设计、再循环能力和较强的吸收外界能力等优点，实现连续纤维增强热塑性复合材料的阻燃抗静电，将进一步实现爆炸性环境中设备配件的以塑代钢，所以现在亟需研发一种新型高强度双抗反应尼龙复合材料。

发明内容

本发明意在提供一种高强度阻燃抗静电反应尼龙复合材料，以解决常规热塑性复合材料型材无法满足爆炸性环境中的阻燃抗静电要求的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度阻燃抗静电反应尼龙复合材料，以质量份数计，其原料包括：玻璃纤维75-80份、己内酰胺13.4-20.6份、阻燃剂2-3份、引发剂0.2-0.3份和活化剂0.2-0.3份。

采用上述技术方案的原理以及有益效果：本方案利用玻璃纤维和己内酰胺为主要原料制作的高强度热塑性复合材料，获得的复合材料具有较为理想的力学性能。在本方案中，采用如下的配方：玻璃纤维75-80份、己内酰胺13.4-20.6份、阻燃剂2-3份、引发剂0.2-0.3份和活化剂0.2-0.3份，经测试，拉伸强度可达900Mpa以上，弯曲强度700Mpa以上，缺口冲击702KJ/m²(试样吸收能量超过设备上限50J)，无缺口冲击492KJ/m²(试样吸收能量超过设备上限50J)。虽然型材的力学性能可满足爆炸性环境中设备的要求，但是工程塑料表面电阻大且易产生静电，其本身也没有阻燃性，该型材如果进入矿井会产生大量的危险的因素，使得该材料不能被应用于爆炸性环境用设备领域。通过在型材中加入阻燃剂2-3份，可实现较好的阻燃效果，使得本方案的高强度热塑性复合材料在爆炸性环境中的应用变为可能。本方案的型材完全满足煤炭部制定的MT113-85《煤用工矿井下用非金属材料检验规范》，可替代现有技术的金属材料，用于井下支护材料和其他构件或者配件的生产中，实现以塑代钢的目的，充分发挥工程塑料的质轻、易加工成型、力学性能佳和耐腐蚀等优良性能。

进一步，还包括抗静电剂2-3份。通过同时加入阻燃剂和抗静电剂，可使得获得的型材具有较好的阻燃和抗静电性能。抗静电剂加入后，可以不再使用碳纳米管毡，同样能获得较好的抗静电效果，但是大大地降低了成本。