[發明專利]一種石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料

在審

• 申請號: 201410196028.7
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN105085899A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 楊桂生;田文偉
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08G69/26
• 分類號: C08G69/26;C08K3/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于耐高溫尼龍復合材料領域，涉及一種石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料及其制備方法。

技術背景

耐高溫尼龍的發展使工農業和民用設施更加的微型化輕量化和動力強勁化成為可能。耐高溫尼龍可以為某些部件帶來更高的耐溫性能，或是干脆替代了金屬原材料來生產這些部件。新型設備的裝置和組件也有用耐高溫尼龍代替金屬和熱固性材料的趨勢。這些都將會加大對耐高溫尼龍材料的需要量，從而帶動市場需求。

由于耐高溫尼龍在干摩擦條件下具有較高的摩擦系數，且吸水率較高，在一定程度上影響了其制品的尺寸穩定性，所以使得耐高溫尼龍材料的摩擦性能不高，難以滿足某些特殊技術領域的要求。為了適應更廣泛的工業用途和更苛刻的使用條件，一般采用較多的方法是，在耐高溫尼龍中添加聚四氟乙烯、聚乙烯和超高分子量聚乙烯等自身摩擦系數較低的高分子材料；添加碳纖維、芳綸纖維、二硫化鉬、石墨等纖維或粉體狀潤滑材料等。以上方法雖然可以改善耐高溫尼龍材料的摩擦磨損性能，但往往存在著材料加工性能差、物理機械性能下降等一系列缺點。另外耐高溫尼龍中引入苯環使得物料的韌性降低，這大大影響了半芳香族尼龍的使用范圍。

中國專利CN102352035A公開了一種鑄型尼龍復合材料，其制備的石墨烯改性澆鑄尼龍6復合材料具有優越的機械性能和摩擦性能，特別是其中的抗沖擊性能和抗磨損性能得到大幅度提高。該專利制備的石墨烯/尼龍6復合材料是通過原位聚合制備的，石墨烯能在尼龍基體內分布均勻。中國專利CN102796256A公布了一種聚丙烯增韌澆鑄尼龍及其制備方法，添加二硫化鉬后顏色單一，在添加量較少時，耐磨性能提升不顯著。本發明通過原位聚合法制備了石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料，一方面石墨烯能在基體中分散均勻，另一方面通過原位聚合的方法使得石墨烯與尼龍基體的相容性較好。這種方法制備的石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料具有耐高溫、耐磨性好和沖擊性能高的優點。目前使用原位聚合法制備高沖擊性能耐磨石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷而提供一種分散性好，相容性好，耐高溫，沖擊性能高，耐磨性好的石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料，由包括以下重量份的組分制成：

所述的石墨烯優選為0.2-1份

所述的封端劑優選為0.3-0.5份；

所述的抗氧劑優選為0.05-0.2份；

所述的催化劑優選為0.2-0.5份；

所述的成核劑優選為0.1-0.2份；

所述的去離子水優選為40-50份。

所述的尼龍鹽選自尼龍6T鹽、尼龍7T鹽、尼龍8T鹽、尼龍9T鹽、尼龍10T鹽、尼龍11T鹽、尼龍12T鹽、尼龍6I鹽、尼龍7I鹽、尼龍8I鹽、尼龍9I鹽、尼龍10I鹽、尼龍11I鹽、尼龍12I鹽中的一種或一種以上，或可以與尼龍66鹽、尼龍610鹽、尼龍1010鹽中的一種或一種以上混合使用。

所述的封端劑選自苯甲酸、乙酸、丙酸或鄰苯二甲酸酐中的一種或一種以上，優選苯甲酸。

所述的抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)中的一種或它們的組合物。

所述的催化劑選自磷酸鈉、磷酸鎂、磷酸鈣、亞磷酸鈉、亞磷酸鎂、亞磷酸鈣、亞磷酸鋅、次亞磷酸鈉、次亞磷酸鎂、次亞磷酸鈣或次亞磷酸鋅中的一種或一種以上，優選次亞磷酸鈉。

所述的成核劑選自鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、蒙脫土、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鎂或硫酸鋇中的一種或一種以上，優選硫酸鋇。

一種上述石墨烯改性耐高溫尼龍復合材料的制備方法，是采用原位聚合的方法進行制備，該方法包括以下步驟：

(1)上述配比稱取100份尼龍鹽、0.1-1份封端劑、0.02-0.5份抗氧劑、0.1-0.6份催化劑、0.05-0.3份成核劑并加入到反應釜中；

稱取30-60份去離子水、0.05-2份石墨烯，并將石墨烯分散于去離子水中，制備成石墨烯的水分散液，超聲攪拌，然后加入到高壓反應釜中；