[發(fā)明專利]一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料及其制備方法

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• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN107501924A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 楊桂生;蔣超杰;姚晨光
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L77/02;C08L79/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K7/14;C08K5/526;B29C47/92
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 汪貴艷

1.一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：由以下組分按重量份制備而成：PA66：400-560份、PA6：100-140份、連續(xù)玻璃纖維：300-500份、改性石墨烯：5-15份，抗氧劑：6-10份、復配抗水解劑：2 -6份、復配光穩(wěn)劑:3-5份、潤滑劑：4-8份、金屬氧化物：5-15份、黑母粒：5-15份；所述改性石墨烯是指石墨烯經(jīng)十二烷基苯磺酸鈉和硅烷偶聯(lián)劑對其表面進行預處理形成的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：所述的PA6在230℃/2.16Kg下的熔融指數(shù)為20g-40g/10min；所述的PA66在275℃/0.325Kg下的熔融指數(shù)為20-30g/10min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：所述的連續(xù)玻璃纖維選自無堿玻璃纖維，其直徑為13-22μm、線密度為1200-4800g/km。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：所述改性石墨烯的粒徑為24~220微米、厚度為2.5~50微米，其中碳含量大于98%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：所述的抗氧劑是由N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺和三［2.4-二叔丁基苯基］亞磷酸酯按重量份比為1：2組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：所述的復配抗水解劑是由聚碳化二亞胺和二異丁基二硫代磷酸銅按重量比為1:1組成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：所述的復配光穩(wěn)劑是由受阻胺光穩(wěn)劑N,N’-二甲酰－N,N’-二（2,2,6,6-四甲基－4－哌啶）-六亞甲基二胺和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮按重量份比為1:1組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料，其特征在于：所述的潤滑劑選自乙烯-丙烯酸共聚蠟、硬脂酸鈣、硅酮和季戊四醇硬脂酸脂中的一種或者兩種以上的混合物；

所述的金屬氧化物為氧化鋅或者氧化鈣中的一種或者兩種混合物，金屬氧化物的粒徑為4-25微米；

所述的黑母粒為高黑色素藍相炭黑和乙烯-醋酸乙烯共聚物構(gòu)成，其中炭黑含量大于90%；所述黑母粒在試驗溫度190℃、試驗負荷21.6Kg下的熔融指數(shù)為5-10g/10min。

9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）石墨烯的預處理：將石墨烯加到高混機中，再加入分別占石墨烯質(zhì)量1%的十二烷基苯磺酸鈉和0.5%的硅烷偶聯(lián)劑KH-560，在50-60℃高速混合4-6分鐘對其進行表面預處理；

（2）將預處理后的石墨烯和PA66、PA6、抗氧劑、復配抗水解劑、復配光穩(wěn)劑、潤滑劑、金屬氧化物和黑母粒依次加入到高混機中在40-60℃混料3-5分鐘；

（3）將混和均勻的混合物料加到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融塑化后注入到浸漬設備中；同時將連續(xù)玻璃纖維通過浸漬設備的入口通道引入到浸漬設備中交替繞過成組的張力輥后沿折線前進，連續(xù)玻璃纖維被張力輥均勻的分散浸漬并與熔融樹脂均勻分散后通過定型口模，經(jīng)冷卻、牽引、切粒成長度為6-25mm的石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種石墨烯、連續(xù)玻纖協(xié)同增強聚酰胺復合材料的制備方法，其特征在于：所述的雙螺桿擠出機的螺桿直徑65mm、螺桿的長徑比為40：1，其料斗的干燥溫度為80-90℃，混合熔融溫度為：第一段140-160℃、第二段230-240℃、第三段250-260℃、第四段260-270℃、第五段270-280℃，熔體溫度為250-270℃，機頭溫度為265-275℃；

所述浸漬設備的溫度為280-300℃；所述定型口模的尺寸2.5-3.5mm；

所述的PA66、PA6在混合前于溫度90-100℃的環(huán)境下干燥6-8h。