一种抗静电复合尼龙材料的制备方法

一种抗静电复合尼龙材料的制备方法

技术领域

本发明涉及抗静电材料制造领域，具体涉及一种抗静电复合尼龙材料的制备方 法。

背景技术

随着工业技术的发展，尤其是在汽车工业要求提高发动机效率，大幅减小汽车油 耗和尾气排放量要求也越来越高；同时电子行业中表面贴装技术的发展，对材料的耐高温 性能要求越来越高；为了解决此类问题，要求材料具备既轻又耐温、高强度、尺寸稳定、阻燃 等性能。耐高温尼龙成为较理想的材料之一

静电，是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电， 而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正 电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静 电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位 差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花静电放电现象。

耐高温尼龙由于其分子结构中大部分含有苯环，导致氢键密度相对于脂肪族尼龙来说 低很多，吸水性较低，在加工和使用过程中容易积累静电荷，当静电电荷积累到一定程度， 静电会造成材料吸尘，以及造成材料破坏，还可能产生静电火花放电，引起化工产品库等爆 炸起火，造成重大人身事故。为了解决这些问题，要求材料具有优异的抗静电性。

发明内容

本发明提供一种抗静电复合尼龙材料的制备方法，本发明采用在复合尼龙材料中 添加抗静电填料来提升复合尼龙材料的抗静电能力，本发明的抗静电填料利用高粱根和绿 豆芽中天然导电抗静电物质，与营养物质进行混合，培养微生物，在培养过程中，以通电作 为诱导，促进微生物变异，增加其抗静电能力，本发明制备的复合尼龙材料在具有较优异的 抗静电性能的同时，还能够保持甚至提高其力学性能、耐热性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种抗静电复合尼龙材料的制备方法，该方法 包括如下步骤：

（1）制备抗静电填料

按质量比1:3-5，取高粱根和绿豆芽放入65℃烘箱中干燥7-9h，再进行粉碎，过100目 筛，将过筛颗粒与质量分数为1.5％醋酸溶液按料液比1:1，放入蒸煮锅中，在90-95℃下蒸 煮4-5h，随后使用纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数20％氢氧化 钾调节滤液pH至中性；

将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的55-60％，按重量份数计 20-25份浓缩液、15-20份卵磷脂、15-20份乙二醇、1-3份磷酸氢二钾，混合均匀，并杀菌消 毒，得培养基；

按接种量12-16％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度30- 35℃，在200-250r/min下培养15-20h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电 流为5-10A，在培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液；

按重量份数计，取10-15份碳纤维、25-30份上述淋洗液、10-15份质量分数为10％柠檬 酸溶液、2-3份质量分数为3％硝酸银溶液及0.5-1.5份硝酸铝，放入搅拌机中以150r/min搅 拌20-25min，再静置3-5h，随后过滤，干燥后得到抗静电填料；

（2）按重量份称量80-90份耐高温尼龙，10-20份二乙基次磷酸铝阻燃剂，20-25份上述 抗静电填料，2-3份硅烷偶联剂，1-2份三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯抗氧剂，将上述称好 的原料投入到高速混合器中干混10-15min，得到混合配料；

（3）将开放式炼塑机升高温度至 160-170℃， 将上述配料加到双辊中间熔融塑炼，调 整双辊间距，辊炼、薄通多次使混合均匀，得到混合材料；

将混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为15-20:1，双螺杆挤 出机挤出温度为 ：一区温度 270-275℃，二区温度为 275-285℃，三区温度为 295-300℃， 四区温度为 300-310℃ ；双螺杆挤出机的机头温度为 165-175℃；将熔融挤出料再进行切 粒，制备得到抗静电的复合尼龙材料。

具体实施方式

实施例一

按质量比1:3，取高粱根和绿豆芽放入65℃烘箱中干燥7-9h，再进行粉碎，过100目筛， 将过筛颗粒与质量分数为1.5％醋酸溶液按料液比1:1，放入蒸煮锅中，在90℃下蒸煮4-5h， 随后使用纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数20％氢氧化钾调节 滤液pH至中性；将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的55％，按重量份 数计20份浓缩液、15份卵磷脂、15份乙二醇、1份磷酸氢二钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养 基。

按接种量12％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度30 ℃，在200r/min下培养15h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为5A，在 培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液。

按重量份数计，取10份碳纤维、25份上述淋洗液、10份质量分数为10％柠檬酸溶 液、2份质量分数为3％硝酸银溶液及0.5份硝酸铝，放入搅拌机中以150r/min搅拌20min，再 静置3h，随后过滤，干燥后得到抗静电填料。

按重量份称量80份耐高温尼龙，10份二乙基次磷酸铝阻燃剂，20份上述抗静电填 料，2份硅烷偶联剂，1份三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯抗氧剂，将上述称好的原料投入到 高速混合器中干混10-15min，得到混合配料。

将开放式炼塑机升高温度至 160℃， 将上述配料加到双辊中间熔融塑炼，调整双 辊间距，辊炼、薄通多次使混合均匀，得到混合材料；

将混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为15:1，双螺杆挤出 机挤出温度为 ：一区温度 270℃，二区温度为 275℃，三区温度为 295℃，四区温度为 300 ℃ ；双螺杆挤出机的机头温度为 165℃；将熔融挤出料再进行切粒，制备得到抗静电的复 合尼龙材料。

实施例二

按质量比1:5，取高粱根和绿豆芽放入65℃烘箱中干燥9h，再进行粉碎，过100目筛，将 过筛颗粒与质量分数为1.5％醋酸溶液按料液比1:1，放入蒸煮锅中，在95℃下蒸煮5h，随后 使用纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数20％氢氧化钾调节滤液 pH至中性；将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的60％，按重量份数计 25份浓缩液、20份卵磷脂、20份乙二醇、3份磷酸氢二钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养基。

按接种量16％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度35 ℃，在250r/min下培养20h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为10A，在 培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液。

按重量份数计，取15份碳纤维、30份上述淋洗液、15份质量分数为10％柠檬酸溶 液、3份质量分数为3％硝酸银溶液及1.5份硝酸铝，放入搅拌机中以150r/min搅拌25min，再 静置5h，随后过滤，干燥后得到抗静电填料。

按重量份称量90份耐高温尼龙，20份二乙基次磷酸铝阻燃剂，25份上述抗静电填 料，3份硅烷偶联剂，2份三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯抗氧剂，将上述称好的原料投入到 高速混合器中干混15min，得到混合配料。

将开放式炼塑机升高温度至170℃， 将上述配料加到双辊中间熔融塑炼，调整双 辊间距，辊炼、薄通多次使混合均匀，得到混合材料；

将混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，双螺杆挤出 机挤出温度为 ：一区温度275℃，二区温度为285℃，三区温度为300℃，四区温度为310℃ ； 双螺杆挤出机的机头温度为175℃；将熔融挤出料再进行切粒，制备得到抗静电的复合尼龙 材料。