[發明專利]一種石墨烯改性尼龍66高強度復合薄型制品的注塑成型方法

在審

• 申請號: 201410745047.0
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104448816A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王宗寶;安敏芳;許浩駿;張利;呂游
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08K3/04;B29B7/20;B29B9/06;B29C45/03;B29C45/26;B29C45/77;B29C45/78
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 林君勇

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種石墨烯改性尼龍66高強度復合薄型制品的注塑成型方法。

背景技術

尼龍66具有良好的機械性能、較好的柔韌性、耐磨性、耐油性、自潤滑性等優良的綜合性能，被廣泛應用于汽車行業、電子電器工業、機械設備、建筑業等領域。但尼龍66片層材料仍有力學強度不高等缺點，限制了其在更大范圍的應用。

石墨烯作為一種新型的二維碳納米材料，單層僅有一個原子尺寸厚。理論研究表明，石墨烯具有優異的力學性能，是目前世界上已知的最強的材料，其極限強度達到130?Gpa，楊氏模量高達1?TPa，石墨烯的理論比表面積可達2630?m²/g。另外石墨烯是一種超輕材料，通過理論計算出的石墨烯的面密度為0.77?mg/m²。這些獨特的性質使得石墨烯可以作為一種新型的納米增強填料，通過制備石墨烯改性的尼龍66復合納米材料來提高尼龍66薄型制品的力學性能。

現有尼龍66薄型制品的力學性能不高，特別是沖擊強度低。在聚合物加工過程中，剪切場或拉伸場的存在會對聚合物的分子鏈取向和結晶產生重要影響，從而影響材料的宏觀力學性能。如在注塑成型過程中熔融的物料在薄型的模具內快速流動時會導致聚合物分子鏈產生高度取向。但是由于在制品的冷卻過程中存在聚合物分子鏈的松弛現象，會導致高度取向的聚合物分子鏈解取向從而得到各向同性的聚合物制品。而如果加入層狀的納米或微米填料制備聚合物納米復合材料，各向異性的層狀納米材料在流動場下會產生取向，而取向的納米材料由于空間限制作用會抑制聚合物分子鏈的解取向運動，將加工過程中產生的取向結構保存在聚合物制品中。如果將加工過程中產生的尼龍66分子鏈取向與其在石墨烯表面的附生結晶結合起來，就能使石墨烯與尼龍66之間通過非共價結合的方式增強尼龍66基體與石墨烯之間的界面粘合力，這可以有效提高石墨烯與尼龍66基體間的載荷轉移效率，從而達到增強尼龍66基體宏觀力學性質的效果。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有尼龍66薄型制品力學性能不足的問題，以及目前采用石墨烯增強尼龍66效果不明顯的問題，提供了一種石墨烯改性尼龍66高強度復合薄型制品的注塑成型方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：?

一種石墨烯改性尼龍66高強度復合薄型制品的注塑成型方法，具體包括以下步驟：

（1）真空干燥后的尼龍66、石墨烯和其它助劑分別采用計量加料的方式加入到雙螺桿擠出機中，并在擠出機中混合均勻并進行共混；然后將共混好的共混物擠出造粒得到石墨烯改性尼龍66共混顆粒；

（2）將步驟（1）得到的石墨烯改性尼龍66共混顆粒加入到注塑機中注塑成型得到石墨烯改性尼龍66高強度復合薄型制品；其中：注塑機的模具為扁平狀，模具高度為1-100mm，模具長度為100-5000mm、寬度為100-5000mm，長度或寬度與高度的比值20-1000，物料通過噴嘴的溫度為265-285℃、注射壓力為50-300MPa，模具溫度為50-100℃，物料在模具中的冷卻速度為2-20℃/min。

作為優選，所述的石墨烯為具有單層或多層結構的石墨烯，其直徑為0.5-20μm，厚度為0.5-10nm，比表面積為20-800m²/g。

作為優選，步驟（1）中每千克尼龍66中加入0.1-50克的石墨烯。

作為優選，步驟（1）中每千克尼龍66中加入0.1-10克其它助劑，其它助劑一定包括熱穩定劑。

作為優選，步驟（1）的混合過程中，所述的加工溫度為265-285℃。

作為優選，步驟（1）的混合過程中，所述的加工時間為0.5-5分鐘。

作為優選，注塑機的模具為扁平狀，模具高度為2-10mm，模具長度為100-5000mm、寬度為100-500mm，長度或寬度與高度的比值20-100，物料通過噴嘴的溫度為265-270℃、注射壓力為50-150MPa，模具溫度為80-100℃，物料在模具中的冷卻速度為2-10℃/min。