[發明專利]石墨烯微片/尼龍納米復合材料、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710515372.1
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107312326A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 劉豐華;朱丁純;江圣龍;郭建軍;許高杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K13/04;C08K3/04;C08K7/00;C08K5/18;C08K5/42;B29B9/06;B29C47/92;B33Y70/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王茹,王鋒

1.一種石墨烯微片/尼龍納米復合材料，其特征在于包括按照質量百分比計算的如下組分：50％≤尼龍樹脂＜100％，0％＜石墨烯微片≤40％，0％＜表面活性劑≤5％，0％＜抗氧劑≤5％，其中所述石墨烯微片以二維片狀形式均勻分散在所述尼龍樹脂中。

2.根據權利要求1所述的石墨烯微片/尼龍納米復合材料，其特征在于：所述尼龍樹脂包括尼龍6和/或尼龍12；和/或，所述石墨烯微片的層數為10～300；和/或，所述石墨烯微片的粒徑為5～60μm；和/或，所述石墨烯微片的厚度為3～100nm；和/或，所述石墨烯微片呈粉末狀結構；和/或，所述石墨烯微片包括KNG-150、KNG-180、KNG-182和KNG-CZ030中的任意一種或兩種以上的組合。

3.根據權利要求1所述的石墨烯微片/尼龍納米復合材料，其特征在于：所述表面活性劑包括陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑中的任意一種或兩種以上的組合；優選的，所述陰離子型表面活性劑包括十二烷基苯磺酸鈉；優選的，所述陽離子型表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨；優選的，所述非離子型表面活性劑包括C₁₂EO₈；

和/或，所述抗氧劑包括酚類抗氧劑、雙酚類抗氧劑和芳香胺類抗氧劑中的任意一種或兩種以上的組合；優選的，所述雙酚類抗氧劑包括雙酚A和/或雙酚C；優選的，所述芳香胺類抗氧劑包括二苯胺和/或對苯二胺。

4.如權利要求1-3中任一項所述的石墨烯微片/尼龍納米復合材料的制備方法，其特征在于包括：

將石墨烯微片、尼龍樹脂、表面活性劑、抗氧劑充分熔融混合均勻，獲得所述石墨烯微片/尼龍納米復合材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于包括：將石墨烯微片、尼龍樹脂、表面活性劑、抗氧劑充分混合均勻，并通過螺桿擠出機擠出，形成所述石墨烯微片/尼龍納米復合材料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于包括：

(1)將尼龍樹脂、石墨烯微片、表面活性劑、抗氧劑分別置于80～100℃真空烘箱中干燥8～12h，之后置于高速混合機中，以200～300rpm的轉速混合5～10min，得到預混物；

(2)將步驟(1)所獲預混物置于雙螺桿擠出機中進行熔融混合，擠出，冷卻，切粒，形成所述石墨烯微片/尼龍納米復合材料；其中，所述雙螺桿擠出機的一區溫度為220～260℃，二區溫度為220～260℃，三區溫度為220～260℃，四區溫度為220～260℃，五區溫度為220～260℃，模頭溫度為220～250℃，螺桿轉速為30～80rpm。

7.如權利要求1-3中任一項所述的石墨烯微片/尼龍納米復合材料于3D打印中的應用。

8.一種3D打印材料，其特征在于包含權利要求1-5中任一項所述的石墨烯微片/尼龍納米復合材料或者由權利要求4-6中任一項所述方法制備的石墨烯微片/尼龍納米復合材料；優選的，所述3D打印材料包括3D打印絲材；尤其優選的，所述3D打印絲材的直徑為1.75mm±0.03mm。

9.如權利要求8所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于包括：

將石墨烯微片/尼龍納米復合材料置于耗材擠出機中，并于220～250℃下擠出，形成3D打印材料；

優選的，所述制備方法還包括：先將所述納米復合材料粒料干燥后，再置于耗材擠出機中擠出；尤其優選的，所述耗材擠出機為單螺桿擠出機。

10.一種3D打印方法，其特征在于包括：將權利要求1-3中任一項所述的石墨烯微片/尼龍納米復合材料或權利要求8所述的3D打印材料以3D打印設備進行3D打印。