[發明專利]一種石墨烯功能化的聚苯醚/尼龍6復合材料及制備方法

有效

• 申請號: 201710249563.8
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106995604B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 高超;申瑜;韓燚;陳琛
• 申請（專利權）人: 杭州高烯科技有限公司
• 主分類號: C08L71/12
• 分類號: C08L71/12;C08L77/02;C08L51/08;C08K9/00;C08K9/04;C08K3/04;C08G69/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明提供了一種石墨烯功能化的聚苯醚/尼龍6復合材料及制備方法。其組成包括聚苯醚(PPO)、尼龍6、石墨烯和PPO?g?MAH，該方法是利用石墨烯/尼龍6納米復合材料與聚苯醚進行熔融共混擠出，該石墨烯/尼龍6納米復合材料是由改性石墨烯與己內酰胺原位聚合得到。本發明所制備得到的高性能聚苯醚/尼龍6復合材料具有良好的沖擊性能與剛性，更優異的抗紫外老化性、阻燃性、耐熱性等，拓展了聚苯醚/尼龍6復合材料更高端領域的應用前景。

技術領域

本發明屬于塑料改性領域，具體涉及一種石墨烯功能化的聚苯醚/尼龍6復合材料及制備方法。

背景技術

聚苯醚(PPO)具有優異的力學性能、耐高溫蠕變性及尺寸穩定性，良好的電性能、耐熱性、阻燃性及化學穩定性等特點，同時也存在一些缺點，如它的耐有機溶劑性差，在酮類、醋類溶劑中制品容易發生應力開裂、抗氧性和加工流動性不好，為了滿足多種用途的需要，通常要對PPO進行改性處理，一般常采用與其他塑料共混的方式。其中尼龍6(PA6)是一種性能優異的工程塑料，由于它的高結晶度使其具有耐溶劑性好、力學強度高、易加工等優點，但其沖擊強度低、耐熱性較差，因其高的吸水性而造成制品的尺寸穩定性較差，使其在一些特殊場合下的應用受到了限制。若二者形成合金，可以優勢互補，得到綜合性能優于任何單一組份的PPO/PA6合金材料，是改性聚苯醚中非常重要的產品，在汽車工業、電子電器、辦公設備等領域有廣泛的應用。

石墨烯是一種具有二維晶體結構的納米材料，由于其出眾的力學性能，電學性能，熱學性能和獨特的電磁學性能等，石墨烯在許多領域顯示出廣闊的應用前景，并已逐步走向實際應用。石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20％，已有許多報道將石墨烯與高聚物復合，可以顯著提升材料的拉伸強度、楊氏模量和彎曲強度，增強機理主要是利用石墨烯優越的力學強度，通過將應力轉移至石墨烯上來提高復合材料整體的力學性能。由此，若能將高性能的石墨烯納米材料應用到PPO/PA6合金中，必將賦予材料更優異的綜合性能。

發明內容

本發明提供了一種石墨烯功能化的聚苯醚/尼龍6復合材料及制備方法。

本發明的目的，是通過以下技術方案實現的：一種石墨烯功能化的聚苯醚/ 尼龍6復合材料，所述材料是由聚苯醚與石墨烯/尼龍6納米復合材料經熔融共混擠出后得到，所述石墨烯/尼龍6納米復合物材料由尼龍6和接枝有尼龍6的單層石墨烯組成，所述接枝有尼龍6的單層石墨烯的橫向尺寸大于3微米；石墨烯的質量與尼龍6的總質量之比為0.1-1:100。

進一步地，所述石墨烯/尼龍6納米復合材料的通過如下步驟制備得到：

(1)將0.1-1質量份的改性石墨烯和1-10質量份去離子水加入100質量份的己內酰胺熔體中，在80℃下高速(300～500rpm)攪拌混勻形成分散液。所述改性石墨烯為表面具有羧基、羥基等含氧官能團的單層石墨烯；碳氧比為2.5到 6之間；

(2)在氮氣保護下，將上述分散液在縮聚反應釜中升溫至250-270℃，在 0.5-1MPa下反應3小時；然后在真空下反應4小時，得到聚合物熔體；最后將聚合物熔體經水冷造粒得到石墨烯/尼龍6納米復合材料。

進一步地，石墨烯功能化的聚苯醚/尼龍6復合材料的制備步驟如下：

(1)將聚苯醚、石墨烯/尼龍6納米復合材料和增容劑PPO-g-MAH按重量比為45～50:40～45:5～15，在混合機中預混，得到混合均勻的預混料；

(2)用雙螺桿擠出機在加工溫度250～270℃，轉速100～200rpm的條件下熔融共混擠出，冷卻，造粒，制得石墨烯功能化的聚苯醚/尼龍6復合材料。

本發明的有益效果是：