[发明专利]高韧性导电尼龙材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高韧性导电尼龙材料的制备方法。包括以下成分：尼龙6、聚苯醚、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、导电填料、镁铝尖晶石晶须；所述导电填料为掺银3D导电填料。S1：将所有原料放入真空烘箱中于燥过夜；S2：装入单螺杆挤出机中熔融挤出共混两次；S3：将挤出粒子于注塑机中注塑成型即得。本发明采用掺银3D导电填料具有高孔隙率、低密度、大比表面积和优异的可压缩性和导电性，使其在导电及增韧上更具优势；采用镁铝尖晶石晶须的添加可明显抑制马来酸酐接枝聚烯烃弹性体与尼龙6的扩链反应，降低尼龙6/聚苯醚复合材料的粘度，提高材料的韧性。

技术领域

本发明涉及塑胶材料领域，具体涉及一种高韧性导电尼龙材料及其制备方法。

背景技术

尼龙6是脂肪族线性直链大分子H-[NH(CH₂)XCO]_n-OH，直链以亚甲基(-CH2)为主，主要通过酰胺键将各个链段连接起来的，分子构型是平面锯齿形。尼龙6的分子结构和晶体结构决定了它的性质和产品性能。由于尼龙6分子中存在大量强极性酰胺基，使其吸湿性优异于一般的化学纤维，且更容易促进尼龙6大分子在排列时大分子链间形成氢键，从而提高了尼龙6分子链间结合力，降低了尼龙6分子链的活动性，使尼龙6分子链之间的排列更加规整，所以尼龙6是一种热塑性的半晶体缩聚物。尼龙6是半透明的，由于其易于加工、优良的机械性能和耐化学性而具有许多应用，包括自润滑齿轮，轴承，纤维和各种各样的商品。而当尼龙材料在物流设备上应用时，需要同时兼顾抗静电性能和韧性要求。尼龙材料在改性过程中，需加入大量导电成分，通常导电介质采用如碳纤维、碳纳米管、导电炭黑等，但是会使材料韧性明显下降，因此如何在提高材料导电性的同事而不影响或较小影响其韧性是亟待解决的一个问题。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种高韧性导电尼龙材料及其制备方法，采用掺银3D导电填料具有高孔隙率、低密度、大比表面积和优异的可压缩性和导电性，使其在导电及增韧上更具优势；采用镁铝尖晶石晶须的添加可明显抑制马来酸酐接枝聚烯烃弹性体与尼龙6的扩链反应，降低尼龙6/聚苯醚复合材料的粘度，提高材料的韧性。

技术方案：高韧性导电尼龙材料，包括以下成分：50份尼龙6、40-45份聚苯醚、2-3份马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、10-15份导电填料、2-5份镁铝尖晶石晶须；

所述导电填料为掺银3D导电填料。

进一步的，所述掺银3D导电填料的粒径≤74μm。

进一步的，所述镁铝尖晶石晶须直径1-8μm，长径比为20。

进一步的，所述掺银3D导电填料的制备方法为：

(1)配置2.5mol/L的NaOH和0.4mol/L的Na₂SO₃混合液，在170℃沸腾；

(2)称取边长为3cm的正方形木块，放入混合液中6h进行去木质素和半纤维素处理；

(3)将木块取出，用沸腾的去离子水清洗至中性；

(4)配置3mol/L的H₂O₂，将清洗后的木块放入沸腾的H₂O₂中2h；

(5)将木块取出后用去离子水冲洗，冷冻干燥12h；

(6)将经化学处理的木块直接在氩气中400-600℃进行退火处理，获得碳海绵；

(7)将碳海绵浸泡在质量分数为50％的磷酸中1-2h，擦干后放入真空烘箱中烘干，获得改性碳海绵；

(8)配制银纳米线乙醇溶液，利用脉冲式真空法将银纳米线乙醇溶液浸渍于改性碳海绵内部，处理时间为10-15min；

(9)取出，放入烘箱中烘干；

(10)粉碎即得掺银3D导电填料。

进一步的，所述银纳米线乙醇溶液的质量浓度为0.1-0.2mg/mL。

进一步的，所述脉冲式真空条件为室温条件，真空度为0.08MPa。