一种尼龙合金材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，特别涉及一种尼龙合金材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着人们对环境保护的关注，节能减排成为当下关注的热点，其中汽车轻量化，“以塑代钢”成为当今汽车工业重要的发展方向。ppo/pa合金（聚苯醚和聚酰胺的合金）由于既保持了ppo的耐热性好、尺寸稳定的优点，又具备pa的耐磨性和耐有机溶剂性，在汽车工业上迅速得到应用。ppo/pa合金可以用作汽车的外装材料和外板材料，能够耐流水线160℃以上的高温以及喷漆中的溶剂二甲苯、甲苯的侵蚀，保持外形尺寸不变化、不产生应力开裂等现象。

2、然而，ppo/pa合金作为汽车的外装材料，在喷涂加工环节正面临工艺适配的难题。汽车外饰件一般分在线喷涂和离线喷涂两种，在线喷涂汽车车身具有颜色均匀性等优点，但ppo/pa合金由于不导电等原因无法适配在线喷涂工艺，只能选择离线喷涂，这就造成车身各部件之间存在颜色差异，影响整车外观一致性，并且增加了人工与时间成本，制约生产效率的提升。为解决ppo/pa合金外饰件无法适配在线喷涂的问题，需要将其改性为导电材料。传统的导电材料是在树脂中添加碳纤、炭黑、金属、石墨等导电填料，但是往往都存在一些缺陷，如添加比重大、难分散等问题，对于导电性的提升有限。因此开发一种具有导电性、适合在线喷涂的ppo/pa合金材料，对于提升汽车喷涂工序的生产效率、提高良品率具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种尼龙合金材料，通过引入改性超导炭黑，提升了尼龙合金材料的导电效果。

2、本发明的目的之二在于提供一种尼龙合金材料的制备方法。

3、本发明的目的之三在于提供一种汽车外饰件。

4、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

5、本发明的第一方面提供一种尼龙合金材料，所述尼龙合金材料的制备原料包括pa树脂、ppo树脂、改性超导炭黑和助剂；所述改性超导炭黑为硅烷偶联剂改性超导炭黑。

6、本发明的尼龙合金材料中引入了改性超导炭黑，经过改性后的超导炭黑吸油值和比表面积得到改善，分散性好，不容易出现团聚，得到的尼龙合金材料不仅导电性得到提升，而且外观表现优异，克服了传统ppo/pa合金中导电填料难分散导致导电性提升有限的问题，得到的尼龙合金材料能够适配在线喷涂工艺。

7、在一些实施方式中，所述尼龙合金材料的制备原料还包括聚醚酰胺。

8、通过添加聚醚酰胺，可以在减少改性超导炭黑的用量的同时，降低尼龙合金材料的表面电阻率，并保证材料外观。改性超导炭黑和聚醚酰胺复配后，利用聚醚酰胺的高流动性，可以改善改性超导炭黑在树脂中的分散性，提升材料的外观效果，同时聚醚酰胺结构中存在的大量极性基团也有助于在尼龙合金材料中形成导电通路，从而减低表面电阻率，提升导电性。

9、在一些实施方式中，所述改性超导炭黑与所述聚醚酰胺的质量比为1:(0.3~2)。通过控制改性超导炭黑和聚醚酰胺，有助于更好地控制二者的协同效果，提升尼龙合金材料的导电性、外观效果。优选地，所述改性超导炭黑与所述聚醚酰胺的质量比为1:(0.4~1.4)；进一步优选为1:(0.4~1)；更优选为1:(0.8~1)。

10、在一些实施方式中，按质量份数计，所述尼龙合金材料的制备原料包括以下组分：

11、pa树脂30~50份，ppo树脂30~50份，改性超导炭黑3~10份，聚醚酰胺3~5份，助剂8~24份。

12、在一些具体的实施方式中，所述pa树脂的质量份数可以为30份、35份、40份、45份、50份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述pa树脂的质量份数为40~50份；进一步优选为45~50份。

13、在一些具体的实施方式中，所述ppo树脂的质量份数可以为30份、35份、40份、45份、50份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述ppo树脂的质量份数为35~50份；进一步优选为45~50份。

14、在一些具体的实施方式中，所述改性超导炭黑的质量份数可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述改性超导炭黑的质量份数为5~10份；进一步优选为5~7份。

15、在一些具体的实施方式中，所述聚醚酰胺的质量份数可以为3份、4份、5份，或上述质量份数范围内的其它任意值。

16、在一些具体的实施方式中，所述助剂的质量份数可以为8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述助剂的质量份数为10~15份；进一步优选为10~12份。

17、在一些实施方式中，所述助剂包括增韧剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂。

18、在一些实施方式中，按质量份数计，所述助剂包括以下组分：

19、增韧剂5~15份，相容剂3~8份，抗氧剂0.1~0.5份，润滑剂0.1~0.5份。

20、在一些具体的实施方式中，所述增韧剂的质量份数可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述增韧剂的质量份数为5~10份；进一步优选为7~10份。

21、在一些具体的实施方式中，所述相容剂的质量份数可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述相容剂的质量份数为3~5份。

22、在一些具体的实施方式中，所述抗氧剂的质量份数可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述抗氧剂的质量份数可以为0.1~0.3份。

23、在一些具体的实施方式中，所述润滑剂的质量份数可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份，或上述质量份数范围内的其它任意值。优选地，所述润滑剂的质量份数可以为0.2~0.4份。

24、在一些实施方式中，所述pa树脂在25℃下的相对粘度为2~3。

25、在一些实施方式中，所述改性超导炭黑的dbp吸收值≥280ml/100g。

26、在一些实施方式中，所述改性超导炭黑的比表面积≥950m2/g。

27、在一些实施方式中，所述pa树脂包括pa6或pa66。

28、在一些实施方式中，所述ppo树脂在300℃/10kg下的熔融指数为6~20g/10min。

29、在一些实施方式中，所述增韧剂包括苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（sebs）。

30、在一些实施方式中，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯（pe-g-mah）、马来酸酐接枝聚苯醚（ppo-g-mah）、马来酸酐接枝sebs（sebs-g-mah）中的至少一种。

31、在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂采用无水乙醇稀释至体积分数为4~6%时再对超导炭黑进行改性。具体而言，所述改性的方式是将超导炭黑分散在所述硅烷偶联剂中。

32、本发明的第二方面提供一种本发明第一方面所述的尼龙合金材料的制备方法，包括以下步骤：

33、将各制备原料混合，经双螺杆挤出机挤出，得到所述尼龙合金材料。

34、在一些实施方式中，所述挤出的温度为230~290℃。

35、在一些实施方式中，所述pa树脂在90~110℃下干燥4h以上，再进行混合。

36、在一些实施方式中，所述ppo树脂在110~130℃下干燥4h以上，再进行混合。

37、本发明第三方面提供一种汽车外饰件，所述汽车外饰件的制备原料包括本发明第一方面所述的尼龙合金材料。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、本发明提供了一种尼龙合金材料，使用经过硅烷偶联剂改性处理的改性超导炭黑，避免超导炭黑由于比表面积过大在树脂中形成团聚，并使下料顺畅，从而保证尼龙合金材料的导电通路形成，提升材料的导电性以及外观效果，并保证材料的力学性能。此外，本发明进一步在尼龙合金材料中加入聚醚酰胺，可以降低体系粘度，促进改性超导炭黑在体系中的分散，并利用聚醚酰胺与超导炭黑之间的协效作用降低改性超导炭黑的用量，保证材料的轻量化要求及导电效果。本发明的尼龙合金材料的制备方法简单、工艺操作简便，得到的尼龙合金材料能够适配在线喷涂工艺，可以满足汽车行业对产品外观及性能的要求，适用于制备汽车外饰件。