【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料加工领域，具体涉及一种高强度抗静电的尼龙6复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着技术的不断进步，对更薄、更轻、更便携的显示器的新型导电材料的需求越来越大。电导率范围内导电材料的应用，以及具有导电性的材料可应用于静电放电产品和电磁干扰产品。随着光纤与信息技术的不断融合和加速发展，各种可穿戴设备行业开发出具有优异导电性和传输电信号能力的材料。
2、导电聚合物复合材料是将导电填料按规定的加工方法填充到聚合物中制备而成，并能稳定地提供导电性。导电聚合物复合材料由于其广泛的导电性和易于加工而被用于电子、能源和化学工程。导电聚合物复合材料的导电性高度依赖于聚合物的性质以及导电填料的类型、负载水平、几何形状和分散性。常用的三种导电填料是碳、金属和金属氧化物，其中碳因其重量轻、不易氧化、易形成导电网络而最常用；碳基填料包括炭黑、碳纤维、石墨、碳纳米管和石墨烯。
3、填料的高负荷水平会对复合材料产生一定的不利影响，如高粘度、低加工性能和低机械性能。它们往往具有较差的物理性能。因此，有必要通过调整导电填料与聚合物的相互作用来开发具有高抗拉强度和高导电性的聚合物基复合材料。
4、本专利技术对炭黑进行多重改性，用4-氨基苯甲酰基、银纳米颗粒和苯并恶嗪基逐步修饰了炭黑，炭黑颗粒经过酰基化反应后表面形成活性位点，表面存在的氨基官能团会改善炭黑与尼龙6基体的相容性。然后通过反应将银负载在表面，银作为金属导电物和炭黑形成协同导电作用，使改性抗静电填料能够在复合材料内部形成导电网络。最后经过苯并恶嗪改
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高强度抗静电的尼龙6复合材料及其制备方法，其具有良好的抗静电效果以及力学性能。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种高强度抗静电尼龙6复合材料，其所用原料按重量份数计包括：改性抗静电填料（bz-acb@ag）3-8份，尼龙6颗粒92-97份。
4、其中，所述的改性抗静电填料，其制备包括以下步骤：
5、（1）分别称取10 g对氨基苯甲酸、10 g炭黑（cb）、400 g多聚磷酸和120 g五氧化二磷加入到四颈反应器烧瓶中，在高扭矩机械分散机下搅拌，将反应混合物分别加热到50℃和100℃下各1.5 h，使炭黑在混合物中充分分散，减少团聚现象。之后，将混合物温度升高至120℃，继续搅拌48 h。随着反应的进行，混合物体系的粘度逐渐增加，反应结束后，将所得沉淀物用乙醇和去离子水多次洗涤，经过滤收集样品。同时用去离子水索氏萃取样品去除残留的反应物质，再用甲醇萃取去除未反应的对氨基苯甲酸和可能存在的杂质。最后，在冻干机中以低压冷冻干燥样品，收集最终的黑色粉末即得到对氨基苯甲酸改性炭黑（acb）；
6、（2）将10 g步骤（1）制备的acb快速分散在硝酸银（agno3）乙醇溶液中（0.05 mm）。然后，缓慢滴加硼氢化钠（nabh4）和乙醇的混合溶液（0.05 mm），使ag离子附着在acb表面。最后用去离子水反复清洗，并在减压（0.05 mmhg）下冷冻干燥48 h，得到acb@ag；
7、（3）将5 g步骤（2）制备的acb@ag加入到500 ml的1,4-二氧六环中，超声1 h。然后缓慢加入3 g的苯酚和3 g的多聚甲醛，以35℃磁力搅拌回流48 h。所得粉末状产物经抽滤收集，加水索氏萃取24 h，以完全去除残留的反应介质和未反应的单体，最后在减压（0.05mmhg）下冷冻干燥48 h，得到苯并恶嗪改性的银负载炭黑bz-acb@ag。
8、所述高强度抗静电尼龙6复合材料的制备包括以下步骤：
9、（1）将改性抗静电填料和尼龙6颗粒混合均匀，将混合料在80℃下干燥24 h，然后经双螺杆挤出机挤出造粒；
10、（2）将步骤（1）所制备的混合颗粒在注塑机中注塑，得到高强度抗静电尼龙6复合材料样条。
11、进一步的，所述挤出造粒中各区温度分别为215℃/220℃/225℃/225℃/230℃/230℃/235℃，螺杆的转速为30 r/min；注塑温度为230℃，注塑压力为60 mpa， 注塑时间为5 s，冷却时间为8 s，最终得到高强度抗静电尼龙6复合材料。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、（1）本专利技术通过对炭黑的酰基化反应提高了抗静电填料在基体中的分散性，其与树脂基体间的相容性提升，一方面改善了复合材料的力学性能，另一方面表面存在的氨基官能团为后续反应提供了活性位点。
14、（2）本专利技术以炭黑作为载体通过化学反应负载了银颗粒，银在所有金属中表现出最大的导电性和导热性。银纳米粒子具有高表面积，具有优异的结构、电子和热性能。因此，可以通过附着银纳米颗粒来提高电导率。两种导电性能好的抗静电填料通过化学键作用连接在一起，能够起到协同导电的作用，两者颗粒的复合提供了材料内部长距离的导电传导通道。经过进一步的苯并恶嗪改性，改性炭黑与聚合物的相互作用增强从而进一步改善其在基体中的分散性，从而形成具有大量抗静电填料的相。从而以低渗透阈值形成导电网络，即可以通过一个降低的填充量就可以达到抗静电聚合物材料的要求。
15、（3）本专利技术中，经过进一步的苯并恶嗪改性，改性炭黑与聚合物的相互作用增强从而进一步改善其在基体中的分散性，从而形成具有大量抗静电填料的相。从而以低渗透阈值形成导电网络，即可以通过一个降低的填充量就可以达到抗静电聚合物材料的要求。同时，由于苯并恶嗪改性炭黑与尼龙6树脂的界面作用，所制备的抗静电尼龙6复合材料还具有高强度和优异的机械性能。
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1.一种高强度抗静电的尼龙6复合材料，其特征在于：原料按重量份数计：改性抗静电填料3-8份，尼龙6颗粒92-97份；所述的改性抗静电填料为苯并恶嗪改性的银负载炭黑。
2.根据权利要求1所述的高强度抗静电的尼龙6复合材料，其特征在于：所述的改性抗静电填料的制备包括以下步骤：
3.一种制备如权利要求1所述的高强度抗静电的尼龙6复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：挤出造粒中各区温度分别为215℃/220℃/225℃/225℃/230℃/230℃/235℃，螺杆转速为30 r/min。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：注塑温度为230℃，压力为60 MPa，时间为5s；冷却时间为8 s。
【技术特征摘要】
1.一种高强度抗静电的尼龙6复合材料，其特征在于：原料按重量份数计：改性抗静电填料3-8份，尼龙6颗粒92-97份；所述的改性抗静电填料为苯并恶嗪改性的银负载炭黑。
2.根据权利要求1所述的高强度抗静电的尼龙6复合材料，其特征在于：所述的改性抗静电填料的制备包括以下步骤：
3.一种制备如权利要求1所述的高强度抗静电的尼龙6...
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