[發(fā)明專利]石墨烯/尼龍復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410362796.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN104086983A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉原綱;彭孜;楊賀軒;肖珂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中科博益科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/00
• 分類號(hào): C08L77/00;C08L77/02;C08L77/06;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/13
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪

1.?一種石墨烯/尼龍復(fù)合材料，其特征在于，包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：

尼龍粉末???????????????????97.5%～98.5%，

石墨烯???????????????????????0.4%～0.6%，

流動(dòng)助劑????????????????????0.7%～1.8%，和

抗氧化劑????????????????????0.2%～0.5%。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述石墨烯/尼龍復(fù)合材料的初熔點(diǎn)為180℃，熔程為2℃～4℃，彎曲強(qiáng)度為50MPa～80MPa，拉伸強(qiáng)度為50MPa～80MPa，硬度為80HV～90HV。

3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述尼龍粉末呈規(guī)則球形，所述尼龍粉末的粒徑為40μm～70μm；所述尼龍粉末主要由尼龍?jiān)辖?jīng)溶解沉淀制備得到，所述尼龍?jiān)习≒A6、PA66、PA612、PA11、PA12、PA1010、PPA、PA46、PA6T和PA9T中的一種或多種。

4.?根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的石墨烯/尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述石墨烯具有以下性能參數(shù)：片徑為2.6微米～500微米，吸光率為2.3%～5%，導(dǎo)熱系數(shù)為4500W/（m·K）～5300W/（m·K），常溫下的電子遷移率＞15000cm²/（V·s），電阻率為0.000001Ω·cm～0.00001Ω·cm。

5.?根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的石墨烯/尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述流動(dòng)助劑包括碳化硅、二氧化硅，氧化鋁、二氧化鈦中的一種或多種；所述抗氧化劑包括2,2'-亞甲基雙-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。

6.?一種如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的石墨烯/尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將尼龍?jiān)现糜谝幻荛]高壓容器中，先加水進(jìn)行熱處理，然后將熱處理后的尼龍進(jìn)行干燥，得到尼龍?zhí)幚砹希?/p>

（2）將尼龍?zhí)幚砹吓c溶劑置于一帶攪拌的反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜中通入惰性氣體，將釜內(nèi)壓力升至1MPa～2MPa、溫度升至130℃～180℃，然后通過攪拌使釜內(nèi)的尼龍?zhí)幚砹辖赣谌軇┲校荒猃執(zhí)幚砹辖负螅瑢?duì)釜內(nèi)抽真空，直至壓力降至0.1MPa～0.2MPa，溫度保持不變，對(duì)所得混合溶液進(jìn)行蒸餾，除去混合溶液中的水；將反應(yīng)釜內(nèi)的壓力恢復(fù)至常壓，將溫度降至80℃～100℃，向反應(yīng)釜中先后加入催化劑和活化劑，然后將釜內(nèi)壓力升至1MPa～2MPa、溫度升至130℃～180℃，保持恒溫恒壓1h～1.5h后，降至常溫常壓，析出產(chǎn)物粉末，產(chǎn)物粉末經(jīng)過濾、洗滌和干燥后，得到尼龍粉末；

（3）將流動(dòng)助劑、抗氧化劑、步驟（2）得到的尼龍粉末加入密閉攪拌器內(nèi)混合攪拌均勻，然后加入石墨烯，經(jīng)高速攪拌后，得到石墨烯/尼龍復(fù)合材料。

7.?根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述溶劑包括甲醇、乙二醇、二甲基亞砜、硝基乙醇、己內(nèi)酰胺中的一種或多種；所述催化劑包括內(nèi)酰胺金屬化合物、堿金屬、堿金屬氫化物、堿金屬氫氧化物、堿金屬醇鹽、Na₂CO₃中的一種或多種；所述活化劑包括異氰酸酯、N-乙酰基己內(nèi)酰胺、酰氯、酸酐中的一種或多種。

8.?根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，按質(zhì)量比計(jì)，所述尼龍?zhí)幚砹稀萌軇么呋瘎没罨瘎?=?1∶3～10∶0.004～0.005∶0.004～0.005。

9.?根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述尼龍?jiān)吓c水的質(zhì)量比為1∶5～50；所述熱處理的條件為：壓力1MPa～2MPa，溫度100℃～150℃，處理時(shí)間2h～5h；所述步驟（2）中，所述活化劑的加入速度為0.2g/h～0.3g/h；所述步驟（3）中，所述高速攪拌的速度為500rpm～1000rpm。

10.?一種如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的石墨烯/尼龍復(fù)合材料或者如權(quán)利要求6～9中任一項(xiàng)所述的制備方法制得的石墨烯/尼龍復(fù)合材料在3D打印中的應(yīng)用。