CN109825069A - 一种防静电尼龙材料及其在新能源汽车部件上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尼龙材料制备技术领域，具体涉及一种防静电尼龙材料及其在新能源汽车部件上的应用。所述的防静电尼龙材料包含如下重量份的原料成分：尼龙150～200份；碳纳米管0.05～1份；石墨烯0.05～1份；分散剂2～5份。所述的分散剂通过如下方法制备得到：将1‑(4‑羟基苯基)‑环丙烷羧酸以及4'‑羟基联苯‑4‑羧酸混合后加入有机溶剂，然后再加入氢氧化钠溶液，在60～70℃条件下反应2～3h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂。实施例实验表明，本发明所述的防静电尼龙材料具有优异的防静电性能。
Description
技术领域
本发明涉及尼龙材料制备技术领域，具体涉及一种防静电尼龙材料及其在新能源汽车部件上的应用。
背景技术
尼龙剂聚酰胺，是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称，常用的种类有尼龙6和尼龙66。随着汽车工业的发展，尼龙6和尼龙66材料被广泛应用于汽车部件。
汽车静电是指，车体在干燥的环境中与尘埃或其它物品摩擦产生的静电，汽车静电在寒冷干燥的冬季极为常见。汽车静电一方面会影响汽车上电子元件的使用寿命、增加汽车因静电发生自燃的可能性以及加重汽车表面上的灰尘附着；另一方面静电也会影响驾驶员的身体健康；特别是在行车过程中，驾驶员如果突然被静电刺激，极有可能影响到驾驶的安全性。随着新能源汽车的普及，新能源汽车上使用的电子元件也越来越多，其对汽车用部件的防静电性能也提出了更高的要求。因此，开发研究防静电尼龙材料，尤其是高性能防静电尼龙材料具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是提供一种防静电尼龙材料，该防静电尼龙材料具有优异的防静电性能。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种防静电尼龙材料，其包含如下重量份的原料成分：
尼龙 150～200份；
碳纳米管 0.05～1份；
石墨烯 0.05～1份；
分散剂 2～5份。
优选地，所述的防静电尼龙材料，其包含如下重量份的原料成分：
尼龙 150～180份；
碳纳米管 0.5～1份；
石墨烯 0.5～1份；
分散剂 3～5份。
最优选地，所述的防静电尼龙材料，其包含如下重量份的原料成分：
尼龙 180份；
碳纳米管 0.5份；
石墨烯 0.5份；
分散剂 3份。
优选地，所述的尼龙选用尼龙6或尼龙66。
优选地，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管。
优选地，所述的分散剂通过如下方法制备得到：
将1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸混合后加入有机溶剂，然后再加入氢氧化钠溶液，在60～70℃条件下反应2～3h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；
1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与4'-羟基联苯-4-羧酸以及氢氧化钠的摩尔比为：1～2:1～2:2～4。
最优选地，所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与4'-羟基联苯-4-羧酸以及氢氧化钠的摩尔比为：1:1:2。
最优选地，所述的有机溶剂为甲醇。
本发明还提供一种上述防静电尼龙材料的制备方法，其包含如下步骤：将尼龙、碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
本发明还提供上述防静电尼龙材料在新能源汽车部件上的应用。
有益效果：本发明提供了一种全新组成的防静电尼龙材料，所述的防静电尼龙材料具有优异的防静电作用；尤其是所述的防静电尼龙材料加入了由本发明全新制备得到的分散剂，该分散剂能够将石墨烯和碳纳米管充分的分散在尼龙中，进一步提升了尼龙的防静电性能；由对比例实验可以看出，加入本发明所述的分散剂比加入常规的分散剂得到的尼龙材料的防静电性能要更加优异。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1防静电尼龙材料的制备
原料重量份配比：尼龙6 180份；多壁碳纳米管 0.5份；石墨烯 0.5份；分散剂 3份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：将1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸混合后加入甲醇中，然后再加入2mol/L的氢氧化钠溶液，在65℃条件下反应2h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与4'-羟基联苯-4-羧酸以及氢氧化钠的摩尔比为1:1:2；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸的总重量与甲醇的用量比为1g:15mL。
制备方法：将上述重量份配比的尼龙6、多壁碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
实施例2
原料重量份配比：尼龙6 150份；多壁碳纳米管 1份；石墨烯 0.5份；分散剂 5份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：将1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸混合后加入甲醇中，然后再加入2mol/L的氢氧化钠溶液，在65℃条件下反应2h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与4'-羟基联苯-4-羧酸以及氢氧化钠的摩尔比为2:1:3；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸的总重量与甲醇的用量比为1g:15mL。
制备方法：将上述重量份配比的尼龙6、多壁碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
实施例3
原料重量份配比：尼龙6 200份；多壁碳纳米管 0.5份；石墨烯 1份；分散剂 2份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：将1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸混合后加入甲醇中，然后再加入2mol/L的氢氧化钠溶液，在65℃条件下反应2h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与4'-羟基联苯-4-羧酸以及氢氧化钠的摩尔比为1:2:3；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸的总重量与甲醇的用量比为1g:15mL。
制备方法：将上述重量份配比的尼龙6、多壁碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
对比例1防静电尼龙材料的制备
原料重量份配比：尼龙6 180份；多壁碳纳米管 0.5份；石墨烯 0.5份；分散剂 3份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：将1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸加入甲醇中，然后再加入2mol/L的氢氧化钠溶液，在65℃条件下反应2h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与氢氧化钠的摩尔比为1:1；所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与甲醇的用量比为1g:15mL。
制备方法：将上述重量份配比的尼龙6、多壁碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1在分散剂的制备过程中仅仅以1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸为原料，不加入4'-羟基联苯-4-羧酸。
对比例2防静电尼龙材料的制备
原料重量份配比：尼龙6 180份；多壁碳纳米管 0.5份；石墨烯 0.5份；分散剂 3份；
所述的分散剂通过如下方法制备得到：将4'-羟基联苯-4-羧酸加入甲醇中，然后再加入2mol/L的氢氧化钠溶液，在65℃条件下反应2h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；所述4'-羟基联苯-4-羧酸与氢氧化钠的摩尔比为1:1；所述4'-羟基联苯-4-羧酸与甲醇的用量比为1g:15mL。
制备方法：将上述重量份配比的尼龙6、多壁碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
对比例2与实施例1的区别在于，对比例1在分散剂的制备过程中仅仅以4'-羟基联苯-4-羧酸为原料，不加入1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸。
对比例3防静电尼龙材料的制备
原料重量份配比：尼龙6 180份；多壁碳纳米管 0.5份；石墨烯 0.5份；分散剂 3份；
所述的分散剂选用乙二胺二邻苯基乙酸钠。
制备方法：将上述重量份配比的尼龙6、多壁碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3在采用常规分散剂乙二胺二邻苯基乙酸钠；而实施例1采用全新方法制备得到的分散剂。
对比例4防静电尼龙材料的制备
原料重量份配比：尼龙6 180份；多壁碳纳米管 0.5份；石墨烯 0.5份；分散剂 3份；
所述的分散剂选用聚乙二醇辛基苯基醚。
制备方法：将上述重量份配比的尼龙6、多壁碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
对比例4与实施例1的区别在于，对比例4在采用常规分散剂聚乙二醇辛基苯基醚；而实施例1采用全新方法制备得到的分散剂。
实验例
将实施例1～3以及对比例1～4制备得到的防静电尼龙材料用参照ASTM D257标准测试表面电阻率具体测试结果参见表1。
表1.防静电尼龙材料的表面电阻率测试结果
从表1防静电测试结果可以看出实施例1～3制备得到的防静电尼龙材料均具有较低的表面电阻率，说明其具有优异的防静电作用；尤其是实施例1制备得到的防静电尼龙材料的表面电阻率最低，这说明在实施例1所述的条件参数下制备得到的防静电尼龙材料的防静电性能最佳。
从实施例1与对比例1和2的实验数据可以看出，实施例1制备得到的防静电尼龙材料的表面电阻率要远远小于对比例1和2制备得到的防静电尼龙材料的表面电阻率。这说明以1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸为原料制备得到的分散剂加入到防静电尼龙材料中，要比单独采用1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸或4'-羟基联苯-4-羧酸为原料制备得到的分散剂加入到防静电尼龙材料的防静电效果要更加优异。
从实施例1与对比例3和4的实验数据可以看出，实施例1制备得到的防静电尼龙材料的体积电阻率要远远小于对比例3和4制备得到的防静电尼龙材料的体积电阻率。这说明以本发明方法制备得到的分散剂加入到防静电尼龙材料中，要比采用常规分散剂加入到防静电尼龙材料中的放静电效果更加优异。
Claims (10)
1.一种防静电尼龙材料，其特征在于，包含如下重量份的原料成分：
2.根据权利要求1所述的防静电尼龙材料，其特征在于，包含如下重量份的原料成分：
3.根据权利要求2所述的防静电尼龙材料，其特征在于，包含如下重量份的原料成分：
4.根据权利要求1所述的防静电尼龙材料，其特征在于，所述的尼龙选用尼龙6或尼龙66。
5.根据权利要求1所述的防静电尼龙材料，其特征在于，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管。
6.根据权利要求1所述的防静电尼龙材料，其特征在于，所述的分散剂通过如下方法制备得到：
将1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸以及4'-羟基联苯-4-羧酸混合后加入有机溶剂，然后再加入氢氧化钠溶液，在60～70℃条件下反应2～3h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；
1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与4'-羟基联苯-4-羧酸以及氢氧化钠的摩尔比为：1～2:1～2:2～4。
7.根据权利要求6所述的防静电尼龙材料，其特征在于，所述1-(4-羟基苯基)-环丙烷羧酸与4'-羟基联苯-4-羧酸以及氢氧化钠的摩尔比为1:1:2。
8.根据权利要求6所述的防静电尼龙材料，其特征在于，所述的有机溶剂为甲醇。
9.权利要求1～8任一项所述的防静电尼龙材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将尼龙、碳纳米管、石墨烯以及分散剂混合后搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出即得所述的防静电尼龙材料。
10.权利要求1～8任一项所述的防静电尼龙材料在新能源汽车部件上的应用。
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